Серия «Стратегии глобального лидерства»

Мы научились расщеплять атом, строить ядерные реакторы и водить сквозь арктические льды атомные ледоколы. Мирный атом стал привычной технологией, которая двигает промышленность и логистику. Но перед наукой стоит задача куда более дерзкая — перейти от деления ядер к их слиянию. Не разбивать атом, а соединять. Поймать в ловушку рукотворное солнце.

И у этой ловушки удивительная форма. Бублик.

Форма, которую рисовали тысячелетиями

Люди всегда любили круги, петли и кольца. Узор из пересекающихся окружностей, который сегодня называют «Цветком Жизни», можно найти на колонне храма Осириса в египетском Абидосе. В Пекине, в Запретном городе, похожий орнамент украшает резной шар под лапой каменного льва-хранителя. Встречается он и в древней Месопотамии. А в Европе эпохи Возрождения его чертил в своих тетрадях Леонардо да Винчи.

Совпадение ли это? Может быть. А может быть, люди всегда интуитивно чувствовали в кольце что-то главное — форму, в которой движение не кончается. Древние мастера рисовали её как символ вечности. Физики XX века пришли к ней через уравнения. И оказалось, что кольцо — не просто красивая форма, а та самая, в которой можно удержать звезду.

Что такое тор и почему природа его любит

Тор — это то, что получится, если взять окружность и прокрутить её вокруг оси, которая лежит рядом. Бублик, спасательный круг, обручальное кольцо — всё это торы.

Природа выбирает эту форму удивительно часто. И почти всегда там, где что-то движется по кругу и возвращается само в себя.

Кольцо дыма, которое выпускает курильщик или вулкан, — тор: воздух в нём закручен и бежит по кругу, поэтому кольцо долго держит форму. Дельфины умеют выпускать такие кольца из пузырей и играть с ними.

Вокруг Земли висят радиационные пояса — огромные бублики из заряженных частиц, которые магнитное поле планеты держит в ловушке.

А возле Юпитера есть настоящий плазменный тор. Вулканы его спутника Ио выбрасывают вещество, оно превращается в плазму, и магнитное поле Юпитера удерживает её гигантским светящимся кольцом вокруг планеты. По сути, это природная магнитная ловушка для плазмы — та самая задача, которую предстояло решить физикам.

Где что-то течёт без начала и конца, там появляется кольцо. Поэтому неудивительно, что физики, искавшие способ запереть звезду, пришли к той же форме.

Задача, от которой плавится всё

Чтобы запустить термоядерную реакцию — слить ядра водорода и получить колоссальную энергию, — вещество нужно разогреть примерно до ста миллионов градусов. Это в несколько раз горячее, чем в ядре Солнца, где около пятнадцати миллионов.

Почему нужно горячее, чем на Солнце? Солнцу помогает гигантское давление его собственной гравитации. У нас на Земле такого пресса нет, поэтому недостающее приходится добирать температурой.

И сразу встаёт вопрос: в чём держать такую плазму? Ни один материал на Земле не выдержит прикосновения — металл и керамика испарятся мгновенно.

Сахаров и Тамм

В начале 1950-х годов молодой физик Андрей Сахаров вместе со своим учителем Игорем Таммом предложил решение. Если никакие стенки не выдержат, плазму нужно подвесить в вакууме и удерживать невидимыми стенами — мощным магнитным полем.

Кстати, о Тамме. Его дед перебрался в Россию из немецкой Тюрингии, а сама фамилия по-эстонски означает «дуб». Человек, который помог приручить звезду, носил имя самого крепкого дерева.

Почему именно бублик: задача о причёсанном еже

В математике есть теорема с забавным названием — «о причёсывании ежа». Она утверждает: шар, покрытый волосами, невозможно гладко причесать. Где-нибудь обязательно останется вихор или проплешина. Проверьте на теннисном мяче с ворсом или на собственной макушке.

А вот бублик причесать можно. Волоски на нём ложатся ровно по кругу, без единого вихра.

С магнитным полем то же самое. Если поле замкнуть на шаре, где-то неизбежно появится «вихор», через который плазма вырвется наружу. В прямой трубе плазма уйдёт через концы. А на торе силовые линии бегут по кругу без начала и без конца, и плазме некуда деться.

Так родился токамак — тороидальная камера с магнитными катушками. Советский бублик для звезды.

Т-3: когда Запад не поверил

В 1968 году на советском токамаке Т-3 группа Льва Арцимовича получила плазму с температурой, о которой на Западе тогда и мечтать не могли. Цифрам не поверили: слишком хорошо, чтобы быть правдой.

И тогда случилось редкое для холодной войны событие. В Москву прилетели британские физики со своей лазерной аппаратурой, чтобы перемерить всё сами. Они перемерили и подтвердили: советские цифры верны.

После этого мир развернулся. Лаборатории США, Европы и Японии одна за другой переходили на советскую схему. Сегодня токамак — главный мировой стандарт термоядерных исследований. И самый большой термоядерный проект планеты — тоже токамак.

От долей секунды к минутам

Первые токамаки удерживали плазму лишь мгновения. Сегодня счёт идёт на минуты.

Южнокорейский токамак KSTAR, который называют «корейским искусственным солнцем», в 2024 году удерживал плазму с температурой 100 миллионов градусов 48 секунд, а режим улучшенного удержания плазмы — больше ста секунд. В 2025 году китайский EAST и французский WEST удерживали плазму больше тысячи секунд, правда, при более низких температурах.

Работает над термоядом и Россия: в 2021 году в Курчатовском институте запустили модернизированный токамак Т-15МД.

Но сделать последний шаг к термоядерной электростанции не под силу ни одной стране в одиночку.

Проект «Земляне»: ИТЭР

Поэтому знания и технологии со всего мира стекаются на юг Франции, в Кадараш. Там строится ИТЭР — один из самых дорогих и сложных научных проектов в истории.

ИТЭР — не французский, не российский, не американский и не корейский проект. В нём семь участников: Европейский союз, Россия, США, Китай, Индия, Япония и Южная Корея, а за ними стоят больше тридцати стран. В эпоху бесконечных геополитических разломов термоядерная физика остаётся одной из немногих площадок, где человечество продолжает работать вместе.

Контрасты этой установки поражают воображение:

* Плазма разогреется до 150 миллионов градусов — в десять раз горячее центра Солнца.

* Удерживать её будут сверхпроводящие магниты, охлаждённые жидким гелием до −269 °C. В паре метров друг от друга окажутся одно из самых горячих и одно из самых холодных мест во Вселенной.

* Российский вклад: российские инженеры изготовили и поставили одну из полоидальных магнитных катушек, сверхпроводники и системы нагрева плазмы.

Главная цель ИТЭР — показать, что термоядерная реакция может давать в десять раз больше энергии, чем тратится на разогрев плазмы. По нынешнему графику первые научные эксперименты на установке начнутся в 2030-х.

Что даст укрощённая звезда

Если человечество доведёт термояд до электростанций, изменится многое.

Топливо из моря. Один из компонентов топлива — дейтерий — есть в обычной морской воде. По распространённой оценке, дейтерий из литра воды по энергии сопоставим примерно с тремястами литрами бензина. Второй компонент, тритий, получают из лития.

Безопасность. Взрыв или разгон реакции в таком реакторе невозможны в принципе: при любом сбое плазма остывает за доли секунды, и реакция гаснет сама. Радиоактивные материалы при этом есть, но долгоживущих отходов, которые приходится хранить тысячелетиями, как у обычных АЭС, термояд не оставляет.

Изобилие. Почти неисчерпаемая энергия позволила бы опреснять океанскую воду для засушливых земель и, возможно, когда-нибудь создавать двигатели для дальнего космоса.

Звезда для всех

Советский бублик, которому когда-то не поверили и который перемерили лазерами, стал мировым стандартом. А строят его итоговую версию все вместе.

Может быть, в этом и главный урок термояда: некоторые задачи слишком велики для одной страны.

Каждое утро над всеми странами встаёт одно и то же Солнце. Оно не спрашивает, кто где живёт и на каком языке говорит, и светит всем одинаково. Однажды люди зажгут на Земле свою маленькую звезду. И, может быть, именно она поможет нам почувствовать себя не жителями разделённых территорий, а землянами.

Тогда кольцо замкнётся. От узора на древней колонне, который рисовали как символ вечности, — к звезде, которую человечество зажжёт своими руками.

Представьте подводную лодку длиной 360 метров и шириной 70. Это вдвое длиннее и втрое шире легендарной «Акулы», самой большой подлодки из когда-либо построенных. Внутри — ни одной ракеты, ни одной торпеды. Только газ: 180 тысяч кубометров сжиженного природного газа, которые она должна везти под арктическим льдом круглый год.

Это «Пилигрим» — проект атомного подводного газовоза петербургского конструкторского бюро «Малахит». Его впервые показали публике в 2023 году на Международном военно-морском салоне. Идею поддержал Курчатовский институт, с «Газпромом» подписан договор о проработке проекта, а в 2025 году президент назвал подводные газовозы перспективным направлением. Сейчас судно проектируется.

Звучит как фантастика. Но у этого проекта очень земная родословная.

Атом, который пошёл в мирную жизнь

В середине XX века атомное оружие создавали обе сверхдержавы. Но если посмотреть, где атом впервые заработал в мирной жизни, обнаруживается любопытная закономерность.

В 1954 году в Обнинске дала ток в сеть первая в мире атомная электростанция.

В 1957 году на воду спустили «Ленин» — первое в мире надводное судно с атомной установкой. И это был не крейсер, а ледокол.

Затем СССР вывел на орбиту больше тридцати космических реакторов. США за всю историю запустили один.

Сегодня Россия — единственная страна в мире с атомным ледокольным флотом. И единственная, у которой работает плавучая атомная станция.

Мы не были единственными, кто думал о мирном атоме. Но мы раньше и последовательнее других повели его туда, где жить и работать труднее всего, — на Север.

Американцы посчитали первыми

Справедливости ради: сама идея возить грузы под ледяным панцирем не нова. Ещё в 1970–80-х годах, на волне энергетического кризиса, американская корпорация General Dynamics — та самая, что строила атомные подлодки для ВМС США, — прорабатывала проект подводного танкера для Арктики. Рисовали и в Европе: футуристические подводные супертанкеры появлялись на страницах научно-популярных журналов.

Дальше чертежей дело не пошло. И причины были вполне трезвые.

У Запада был опыт гражданских атомных судов: американская «Саванна» и немецкий «Отто Ган». Оба оказались коммерчески невыгодными. «Саванну» вывели из эксплуатации в 1972 году, а «Отто Гану» в конце 1970-х поставили обычный дизель. Частному бизнесу атомный флот с окупаемостью в десятилетия показался слишком рискованным. А главное — у них не было того, без чего в Арктике не работает ничто: ледокольного флота, северных портов и целой системы обслуживания атомных судов во льдах.

У России всё это есть.

Северный код

Для России Арктика никогда не была экзотикой. Задолго до навигаторов и спутников поморы строили кочи — деревянные суда с округлым корпусом, которые сжимающиеся льды не раздавливали, а выталкивали наверх.

На арктической карте — имена людей, которые прошли её первыми: Семён Дежнёв, датчанин на русской службе Витус Беринг, братья Лаптевы, Семён Челюскин. Позже — Георгий Седов, Отто Шмидт, Иван Папанин.

Мы веками учились жить и ходить среди льда. И когда в руках инженеров оказался атом, его закономерно повели туда, где тяжелее всего. Атомный ледокол — в каком-то смысле поморский коч, у которого вместо паруса появился реактор.

Севморпуть: дорога, которая держится на атоме

Северный морской путь — кратчайший морской маршрут между Европой и Азией. Но зимой в его восточной части без атомных ледоколов навигация практически невозможна. А атомные ледоколы есть только у России.

Вокруг этой дороги постепенно выросла целая атомная инфраструктура.

С 2019 года в чукотском Певеке работает «Академик Ломоносов» — единственная в мире действующая плавучая атомная станция. Её построили на верфи, привели морем туда, где своей энергии нет, и теперь она снабжает теплом и светом город и горнодобывающий район.

На этот фундамент и ложится «Пилигрим».

Зачем нырять под лёд

Сегодня газ с арктических месторождений вывозят ледокольные танкеры. Зимой они медленно пробиваются через тяжёлые льды, и рейс по Северному морскому пути занимает около двадцати суток.

Идея «Пилигрима» простая: зачем ломать лёд, если можно пройти под ним? Под водой нет торосов и штормов. По расчётам разработчиков, подводный газовоз на скорости до 17 узлов пройдёт маршрут примерно за 12 суток. Каждое судно сможет сделать почти вдвое больше рейсов.

Идти он должен не по мелководной трассе вдоль побережья, а высокоширотным маршрутом, севернее островов, где глубины позволяют пройти под водой.

И здесь инженерам есть на что опереться. Подлёдное плавание для российского подводного флота — давно отработанная практика: лодки годами ходят под арктическим льдом, а при необходимости могут всплыть, проломив его рубкой. Этот опыт теперь предлагают перевести в мирную экономику.

Масштаб

Чтобы представить размер:

«Акула», советская подлодка проекта 941, вошла в Книгу рекордов Гиннесса как самая большая подводная лодка в мире: длина — 172 метра, ширина — 23.

«Пилигрим»: длина 360 метров, ширина 70. Вдвое длиннее и втрое шире. По площади — примерно три с половиной футбольных поля. Экипаж — всего 25–28 человек.

Сердцем судна, по проекту, станут три реактора РИТМ-200. Это не чертёж из будущего, а серийная установка: такие реакторы уже работают на новейших ледоколах «Арктика», «Сибирь», «Урал» и «Якутия». Правда, приспособить надводный реактор к подводному судну — отдельная инженерная задача.

Впереди много работы

Скептики задают серьёзные вопросы, и честно будет их назвать. Подлодок такого размера никто никогда не строил. Мембранные танки для сжиженного газа — технология, которой у России пока нет. Российские верфи загружены заказами на годы вперёд. Нужны новые порты, а для гражданского атомного подводного флота придётся создавать и международную правовую базу.

Скептики, конечно, скажут: всё это пока на бумаге.

И будут правы. Но на бумаге когда-то было всё.

В 1920 году Герберт Уэллс, автор «Войны миров» и «Машины времени», приехал в разорённую войной Россию и услышал о плане электрификации всей страны. Вернувшись домой, он назвал собеседника «кремлёвским мечтателем» и признался, что ни в каком волшебном зеркале не может увидеть эту Россию будущего. Великий фантаст не поверил в мечту, которая сбылась примерно через десять лет.

Потом были атомная станция, которая даст ток в обычные дома, ракета, способная вывести на орбиту спутник, человек в космосе. Каждая из этих идей в своё время казалась слишком дерзкой.

Не каждый дерзкий проект доходит до металла. Какие-то остаются в архивах, какие-то опережают своё время. Но страна, которая перестаёт замахиваться на невозможное, перестаёт и совершать прорывы.

Смелость города берёт. А иногда — и арктические льды.

И сама логика проекта понятна:

Обнинск → ледокол «Ленин» → космические реакторы → плавучая станция в Певеке → космический буксир «Зевс» → подводный газовоз «Пилигрим».

Это одна линия: атом, который учили работать всё дальше от больших городов — во льдах, в космосе, а теперь и под водой.

От «бип-бип» до «Зевса»: зачем космосу атомный буксир

4 октября 1957 года весь мир услышал с орбиты тихое «бип-бип». Маленький «Спутник-1» открыл человечеству дорогу в космос.

Прошло почти семьдесят лет.

И теперь интересно посмотреть, куда привела нас та самая дорога — от простого металлического шара на орбите до идеи настоящего космического корабля, способного самостоятельно перемещаться между мирами.

От «бип-бип» — к «Зевсу».

Вершина одной ветви

Запад умеет продавать. Это факт, который глупо отрицать.

Если Илон Маск задумывает новую ракету, об этом знает весь мир: презентации, 3D-модели, прямые трансляции, обсуждения в соцсетях. И нам часто говорят: «Вот у них Маск, а у нас что?»

А у нас есть вещи другого масштаба. Просто их делают не для сцены.

Маск — величайший визионер и маркетолог, настоящий «Стив Джобс» от космонавтики. И его ракеты действительно совершили огромный шаг вперёд: Falcon 9 стала первой широко используемой орбитальной ракетой с возвращаемой первой ступенью, а Starship стал самым мощным из созданных человечеством космических носителей.

Но если убрать весь глянец и посмотреть именно на физику, становится видно другое.

Это вершина той же технологической ветви, у корня которой стоит советская Р-7 — ракета, которая вывела на орбиту первый «Спутник», а затем и Гагарина.

Это примерно как поставить рядом автомобиль начала XX века и современный Mercedes с автопилотом, сенсорными экранами и электронными системами управления. Между ними пропасть. Но принцип двигателя тот же: топливо сгорает, образуются горячие газы, и двигатель выбрасывает их назад, создавая тягу.

С ракетами похожая история.

Falcon 9 — выдающееся инженерное достижение. Но это всё ещё химическая ракета.

Кстати, американцы почти двадцать лет использовали российские двигатели РД-180 для своих ракет Atlas V. Эту инженерную школу ценили и за океаном — просто в рекламных презентациях об этом вспоминают нечасто.

Но у этого принципа есть предел.

Химическая ракета прекрасно решает одну задачу: вывести груз с Земли и доставить его на орбиту.

Чтобы отправить к Марсу даже относительно небольшой корабль, огромное количество энергии приходится получить практически сразу, сжигая топливо за считанные минуты. После этого корабль в основном летит по инерции, экономя каждый килограмм топлива.

Для выхода с Земли химическая тяга подходит прекрасно.

Но если человечество собирается не просто время от времени заглядывать в космос, а действительно осваивать его, этого уже недостаточно.

И вот здесь возникает вопрос гораздо важнее очередного улучшения ракеты.

Мы научились попадать в космос. А теперь нужно научиться в космосе работать.

Лодка и флот

Почти семьдесят лет человечество решало одну задачу: как вытолкнуть железку с Земли в космос.

Сегодня вопрос постепенно меняется.

Как превратить космос из пустого пространства между орбитами в освоенную транспортную систему?

Вспомните историю океана.

Сначала человек построил лодку, вышел в море и вернулся обратно. Но настоящее освоение океана началось гораздо позже — когда появились порты, постоянные маршруты, верфи и грузовые корабли.

Океан перестал быть просто препятствием и стал транспортной системой.

С космосом будет примерно то же самое.

Ракета — это средство, чтобы выйти с Земли на орбиту.

А дальше нужен уже не просто «доставщик», а транспорт.

Корабль, который может принять груз, отправиться в другой район космического пространства, разгрузиться и продолжить работу.

Не обязательно быстро. Главное — долго и экономично.

И вот тут химической ракете становится тесно.

Нужен источник энергии, который способен работать не несколько минут после старта, а месяцами и годами.

Такой источник у человечества уже есть.

Это атом.

«Зевс»: корабль для нового космического океана

И вот здесь начинается самое интересное.

Пока весь мир следит за новыми ракетами, их стартами и посадками, в России тихо, без громких презентаций и рекламных кампаний, работают над совершенно другой задачей.

Проект называется «Зевс».

Над ним работают российские предприятия ракетно-космической и атомной отраслей — в том числе Центр Келдыша, КБ «Арсенал» и специалисты Росатома.

Официально это транспортно-энергетический модуль. Если говорить проще — ядерный космический буксир.

Идея на самом деле очень простая.

Не строить ещё одну, пусть даже очень совершенную, химическую ракету.

А создать аппарат, который после выхода на орбиту не заканчивает свою работу, а только начинает её.

Реактор становится его энергетическим сердцем. Он обеспечивает корабль энергией, а электрические двигатели позволяют ему долго перемещаться в космическом пространстве.

И здесь меняется сама логика освоения космоса.

Ракета доставляет груз в космос.

«Зевс» задуман для того, чтобы доставлять груз по космосу.

К Луне. Дальше — к другим объектам Солнечной системы. И, в перспективе, обратно.

Если ракета — это лодка, которая помогает нам выйти из порта, то «Зевс» — попытка построить корабль для самого космического океана.

Но «Зевс» не появился из ниоткуда.

Атомная энергетика уже летала в космос

За этим проектом стоит десятилетиями накопленный советский и российский опыт работы с атомной энергетикой — на Земле, на воде и уже в космосе.

Советский Союз ещё десятилетия назад отправлял ядерные реакторы непосредственно в космос.

На спутниках серии «Бук» использовались реакторы для энергоснабжения бортовой аппаратуры. Всего было запущено более тридцати таких космических аппаратов. Затем появилась следующая технологическая линия — установки «Топаз».

Для сравнения: Соединённые Штаты за всю историю отправили в космос один реактор.

То есть реактор в космосе для российской инженерной школы — не фантазия последних лет.

Эту технологию уже создавали, запускали и эксплуатировали.

А параллельно на Земле развивалась другая ветвь той же истории.

В 1954 году в Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция.

Через несколько лет на воду вышел «Ленин» — первый в мире надводный корабль с атомной энергетической установкой.

Потом появился советский, а затем российский атомный ледокольный флот.

Сегодня реакторы становятся всё компактнее и совершеннее. Их устанавливают не только на огромных стационарных объектах, но и на кораблях — и даже на плавучей атомной станции «Академик Ломоносов», которая снабжает энергией Певек на Чукотке.

То есть последние десятилетия шёл один и тот же процесс:

атомную энергию учились делать всё более компактной, мобильной и автономной.

От большой электростанции — к кораблю.

От корабля — к космическому аппарату.

И теперь следующий вопрос звучит вполне логично:

а что, если сделать атомный реактор источником энергии уже для самого космического транспорта?

Вот здесь и появляется «Зевс». Не как фантазия, а как следующий шаг пути, который начался в Обнинске.

Витрина и фундамент

Нам часто предлагают оценивать технологическое развитие страны по витрине.

У кого смартфон красивее. У кого автомобиль комфортнее. Где больше потребительской электроники.

Всё это важно.

Но есть вещи другого порядка.

Первая атомная электростанция.

Атомный ледокол.

Космические реакторы.

Орбитальная энергетика.

А теперь — попытка создать ядерный транспорт для дальнего космоса.

Витрину видно сразу.

Фундамент почти никогда не видно.

Зато именно на фундаменте потом строят всё остальное.

Человек, который заглянул в будущее

И здесь невозможно не вспомнить Айзека Азимова.

Его принято называть писателем-фантастом. Но сегодня его всё чаще вспоминают иначе — как человека, который сумел заглянуть в будущее.

Ещё в 1942 году, когда не было ни компьютеров в нашем понимании, ни искусственного интеллекта, Азимов сформулировал законы робототехники: правила, по которым разумная машина должна относиться к человеку. Сегодня их обсуждают те, кто создаёт настоящий искусственный интеллект.

И точно так же он смотрел на космос.

В его произведениях космос перестаёт быть пустотой между планетами и становится нормальной средой обитания человечества. Корабли ходят между мирами примерно так же, как сегодня торговые суда ходят между портами.

Для читателя середины XX века это была фантастика. Сегодня это инженерные задачи.

Мало кто помнит, что сам Азимов родился не в Америке, а в маленьком селе Петровичи на Смоленщине. В Новый Свет его увезли совсем ребёнком.

Человек, который мечтал о космическом флоте, родом из наших мест. Может быть, некоторые мечты просто помнят, где родились.

В 1957 году человечество услышало первый «бип-бип» с орбиты.

Тогда маленький металлический шар просто летал вокруг Земли.

Но именно с него началась новая эпоха.

Прошло почти семьдесят лет.

Теперь речь идёт уже не о том, как впервые попасть в космос.

Речь идёт о том, как в нём жить, работать и перемещаться.

«Зевс» пока остаётся проектом. Его первый полёт сейчас запланирован на 2030 год, и сроки уже не раз сдвигались.

Но проекты тоже бывают разными.

Иногда проект — это просто красивая картинка.

А иногда это следующая ступень технологической лестницы.

Когда-то такой ступенью была Р-7.

Потом — «Спутник».

Потом — Гагарин.

Потом — атомные ледоколы и космические реакторы.

А сегодня мы видим следующий замысел.

И если эта технология будет доведена до конца, космос впервые начнёт превращаться из места, куда мы умеем запускать аппараты, в пространство, по которому человечество сможет ходить.

Как по океану.

Возможно, именно так и начинается настоящая космическая эпоха.

Не с громкой презентации.

А с тихого включения двигателя.

И с первого корабля, который отправится в свой первый рейс по новому океану.