Даже не все великие страны мира могут похвастать тем, что в их честь назван хотя бы один элемент таблицы (у России это Рутений, у Франции – Франций, у США – Америций, у Германии - Германий, у Польши – Полоний (подарок Польше от Марии Кюри-Склодовской).
Кроме того, в США это Калифорний и Берклий (названный в честь Калифорнийского университета в Беркли). Скандий – в честь Скандинавии.
В Европе – Европий. Лютеций – в честь Парижа. Дубний – в честь исследовательского ядерного центра в Дубне́, в Подмосковье. Ливерморий – в честь Ливерморской лаборатории, где когда-то была создана первая атомная бомба).

Ясно, что такой чести, как захудалому шведскому городишке, не было оказано никому, даже целым континентам. А всё дело в случае. Если бы первый редкоземельный элемент (а все они обладают уникальными свойствами и пользуются исключительным спросом в сфере высоких технологий) был обнаружен в другом месте, вполне возможно, что об Иттерби никто из нас никогда бы даже не услышал.

Мне ситуация с этим городком напоминает историю с появлением названий двух континентов: Северной и Южной Америки. Америку открыл Колумб, проплыл вдоль восточного и западного побережья Южной Америки Магеллан. Но от Магеллана на карте остался только Магелланов пролив, расположенный у чёрта на кули́чках, а именем Колумба названа только одна (далеко не самая выдающаяся) страна – Колумбия.

А слава досталась Америго Веспуччи (причём название обеих Америк происходит даже не от его фамилии, а от имени), который только исследовал и описал южноамериканский континент.
Но назвать его первооткрывателем вряд ли будет справедливым по отношению к Колумбу.
Здесь тоже сыграл свою роль случай. По одной из версий, географическую карту, составленную Веспуччи, впервые издали в Париже, где назвали её «Землёй Америго». Под этим именем она и разошлась по всей Европе.

С точки зрения классической физики, магнитный момент атома (его "стрелка") может быть направлен куда угодно. В магнитном поле эта стрелка должна поворачиваться, и атомы в зависимости от своей ориентации будут отклоняться по-разному - от нуля до какого-то максимума. На пластинке должна была получиться сплошная размытая полоса.

Но квантовая теория Бора-Зоммерфельда предсказывала другое. Она утверждала, что магнитный момент атома не может быть произвольным - он направлен либо строго "по полю", либо строго "против". А значит, пучок должен расщепиться ровно на два. Штерн считал это полным абсурдом и был уверен, что эксперимент покажет классическое размытие.

Бедность, сигары и стеклянная пластинка

История этого эксперимента - это еще и история невероятного упорства. После Первой мировой войны немецкая наука сидела без денег. Чтобы построить установку, Штерну пришлось просить гранты. Деньги выделил лично Альберт Эйнштейн - сумма была крошечной даже по тем временам.

Оборудование собирали буквально на коленке. Магнит был плохоньким, вакуумный насос барахлил, а в качестве детектора использовалась обычная стеклянная пластинка. Чтобы проявить след от атомов серебра, пластинку обрабатывали серой, как старую фотографию. И здесь в игру вступала еще одна деталь, которая позже стала легендой.

Штерн и Герлах, как и многие физики того времени, были заядлыми курильщиками. Они заметили, что дешевые сигары с высоким содержанием серы ускоряют проявление серебряного следа. Так что пока установка работала, один из них сидел и курил, буквально "обкуривая" будущий результат.

А результат оказался шокирующим. Когда проявили первую пластинку, никакого размытия не было. Пучок расщепился ровно на две четкие линии. Квантовая теория победила.

Почему это было так важно

Этот эксперимент доказал квантование магнитного момента напрямую. Это не было косвенным свидетельством, как линии в спектре водорода. Это был прямой, видимый эффект, который можно было наблюдать своими глазами на стеклянной пластинке.

Позже выяснилось, что расщепление на два пучка связано с тем, что у электрона есть собственный магнитный момент - спин. По сути, Штерн и Герлах впервые экспериментально "увидели" спин, хотя осознали это не сразу.

А сам Отто Штерн? Он не ушел из физики. В 1943 году он получил Нобелевскую премию "за вклад в развитие метода молекулярных пучков и открытие магнитного момента протона". И, к слову, до конца жизни оставался заядлым курильщиком сигар.

Связь с современностью

Сегодня эксперимент Штерна-Герлаха - это не просто исторический курьез. Его результат лежит в основе квантовых вычислений (спиновые кубиты), магнитно-резонансной томографии и спинтроники - новой электроники, где информацией управляет не заряд, а направление спина.

Так что в следующий раз, когда вы услышите про "квантовые технологии", вспомните двух немцев в прокуренной лаборатории, которые с помощью дешевых сигар и стеклянной пластинки доказали, что мир устроен гораздо интереснее, чем им самим хотелось верить.

❓ Вопрос читателям: Как думаете, сможет ли современный "Эйнштейн будущего" опровергнуть квантовую механику, или она уже навсегда останется в учебниках? Делитесь в комментариях.

В 1931 году молодой аспирант Венского политехнического института Ойген Зенгер представил свою диссертацию, посвященную ракетному полету. Идея была столь радикальной для своего времени, что университет счел ее «слишком фантастической» и отклонил работу. Зенгеру пришлось представить более приземленную тему - о статистике крыльевых ферм, чтобы получить ученую степень. Однако он не отказался от своей мечты и в 1933 году опубликовал отклоненную диссертацию в виде книги под названием «Raketenflugtechnik» («Техника ракетного полета»). Этот труд, написанный двадцативосьмилетним инженером, впервые в истории излагал теоретические основы создания пилотируемого ракетного космоплана многоразового использования - концепции, которая впоследствии воплотилась в программах X-planes и Space Shuttle.

В те же годы Зенгер работал над принципиально новым типом ракетного двигателя. Он предложил охлаждать камеру сгорания и сопло путем циркуляции самого ракетного топлива перед его подачей в камеру - так называемое регенеративное охлаждение. Патент на эту технологию был подан в 1935 году, и она до сих пор используется в современных ракетных двигателях. Экспериментальные двигатели Зенгера демонстрировали впечатляющие характеристики: расчетная скорость истечения газов достигала 3048 м/с (10 000 футов/с), что значительно превосходило показатели более поздней ракеты V-2, у которой эта величина составляла около 2000 м/с.

В 1936 году, еще до аншлюса Австрии, Зенгер получил приглашение от Имперского министерства авиации (Reichsluftfahrtministerium) возглавить небольшой исследовательский институт близ Брауншвейга, в местечке Трауэн. Там для него построили завод по производству жидкого кислорода и испытательный стенд для ракетного двигателя тягой в 100 тонн - беспрецедентную по тем временам установку. Именно в Трауэне в 1937 году к нему присоединилась Ирена Бредт, молодой физик, только что защитившая докторскую диссертацию. Она стала его первой ассистенткой, а после войны - женой и соавтором многих фундаментальных работ. Вместе они образовали один из самых продуктивных научных тандемов в истории аэрокосмической техники: Зенгер отвечал за общую концепцию и аэродинамику, Бредт - за термодинамику ракетных двигателей и проблемы трения при старте с ракетных салазок.

Технический облик: машина, бросающая вызов законам физики

К концу 1930-х годов концепция Silbervogel приобрела законченные очертания. Аппарат длиной 28 метров и с размахом крыльев 15 метров имел характерную форму: плоское днище и верхнюю часть, напоминающую половину конуса. Пустая масса оценивалась примерно в 10 тонн, а взлетная масса с полной заправкой достигала 100 тонн, из которых 84 тонны приходились на топливо - керосин и жидкий кислород. Фюзеляж имел веретенообразную форму, а крылья - малое удлинение и клиновидный профиль, оптимизированный для гиперзвуковых скоростей.

Старт предполагался с помощью ракетных салазок, разгонявшихся по трехкилометровой монорельсовой направляющей. Эта конструкция массой около 34 тонн, оснащенная шестью ракетными двигателями, должна была за 10 секунд разогнать Silbervogel до скорости примерно 1930 км/ч. После отделения от салазок включался собственный двигатель космоплана, продолжавший разгон до выхода на суборбитальную траекторию. Аппарат поднимался на высоту около 145 километров, где его скорость достигала примерно 21 800 км/ч (около 6 км/с).

На этом этапе начиналась самая необычная фаза полета - так называемое «подпрыгивание» (skip-glide). Плотность атмосферы на таких высотах крайне мала, но по мере снижения аппарата она возрастала, и плоское днище начинало создавать аэродинамическую подъемную силу. Silbervogel, подобно плоскому камню, пущенному по воде, должен был «отскакивать» от плотных слоев атмосферы, снова набирая высоту. Из-за аэродинамического сопротивления каждый последующий скачок оказывался меньше предыдущего, но расчеты показывали, что таким образом аппарат сможет преодолеть расстояние от 19 000 до 24 000 километров. В качестве цели рассматривался Нью-Йорк, после атаки на который самолет должен был приземлиться на территории, контролируемой Японией - союзницей Германии.

Особого внимания заслуживает аэродинамическое качество аппарата. Согласно расчетам Зенгера, на гиперзвуковых скоростях оно достигало 6,4, а на дозвуковых - 7,5, что для того времени было выдающимся показателем. Для сравнения: современный Space Shuttle имел гиперзвуковое аэродинамическое качество около 2.

Боевая нагрузка Silbervogel варьировалась в зависимости от дальности и могла достигать 30 тонн, хотя для трансатлантической миссии с возвращением она снижалась до 4 тонн. Экипаж состоял из одного пилота, размещавшегося в носовой части фюзеляжа.

Судьба проекта в военные годы

В декабре 1941 года Зенгер и Бредт представили детальное предложение в Имперское министерство авиации. Они подготовили 900-страничный отчет, который, однако, был отклонен Германским исследовательским институтом авиации из-за его объема и сложности. В ответ они переработали его в более компактный 376-страничный секретный документ под названием «Über einen Raketenantrieb für Fernbomber» («О ракетном двигателе для дальнего бомбардировщика»), выпущенный как «Секретный командный доклад» UM 3538.

Несмотря на всю научную проработанность проекта, реакция военных была прохладной. К 1942 году Германия уже запустила программу Amerika Bomber, но ставка делалась на более традиционные поршневые бомбардировщики сверхдальнего радиуса действия, такие как Messerschmitt Me 264 и Junkers Ju 390. Silbervogel был признан слишком сложным и дорогим для реализации в условиях военного времени, и в 1942 году проект был официально закрыт. Проведенные в Пенемюнде аэродинамические испытания масштабных моделей в сверхзвуковой аэродинамической трубе (способной достигать скоростей до 4,4 Маха) подтвердили принципиальную работоспособность аэродинамической схемы, но не изменили общего вердикта.

Тем не менее в 1944 году, когда положение Германии стало критическим, проект ненадолго реанимировали. Однако к этому моменту стало очевидно, что даже если бы Silbervogel удалось построить, он вряд ли смог бы повлиять на исход войны. В марте 1945 года, по некоторым данным, в подземных цехах фирмы Messerschmitt в Вальперсберге велась работа над элементами конструкции трех планеров Silbervogel, но до завершения сборки дело не дошло - в апреле этот район был занят американскими войсками.

Послевоенная охота за идеями

Окончание Второй мировой войны не поставило точку в истории Silbervogel - напротив, она получила неожиданное продолжение. В мае 1945 года упомянутая выше находка советского разведчика в Пенемюнде вызвала цепную реакцию. Иосиф Сталин, ознакомившись с документацией, пришел к выводу, что концепция Зенгера представляет огромный интерес, и распорядился доставить самого ученого в СССР.

В 1947 году советская разведка предприняла попытку похищения Зенгера и Бредт, которые после войны жили во Франции. По некоторым данным, руководить операцией Сталин поручил собственному сыну Василию и ученому Григорию Токати (Токаеву). Однако план провалился: французские власти, предупрежденные американской разведкой, обеспечили защиту ученых. Зенгер и Бредт в итоге предпочли сотрудничество с западными державами.

Параллельно с советскими усилиями свой интерес к Silbervogel проявляли и Соединенные Штаты. Вальтер Дорнбергер, бывший руководитель ракетной программы Пенемюнде, после войны работавший в США, пытался продвигать концепцию военных космопланов, используя более дипломатичный термин «антиподный бомбардировщик» (antipodal bomber).

В СССР тем временем не оставляли попыток воспроизвести немецкую разработку. В НИИ-1 под руководством Мстислава Келдыша была начата работа над проектом, известным как «изделие 346» или «КР» (крылатая ракета). Однако послевоенные расчеты выявили критическую ошибку в оригинальных вычислениях Зенгера и Бредт: тепловые нагрузки на передние кромки при входе в плотные слои атмосферы оказывались значительно выше, чем предполагалось, что делало конструкцию нежизнеспособной при существовавших тогда материалах. Советский проект также не был реализован.

Тем не менее документация по Silbervogel, попавшая в руки советских специалистов, не пропала даром. Многие исследователи проводят прямую линию от идей Зенгера к современным российским гиперзвуковым планирующим блокам, таким как «Авангард».

Научное наследие

Возможно, самым значительным результатом проекта Silbervogel стало его влияние на послевоенное развитие аэрокосмической техники. Концепция «подпрыгивающего» полета (boost-glide), впервые систематически разработанная Зенгером и Бредт, легла в основу целого класса траекторий, используемых и по сей день. Она нашла применение в системах маневрирующих боевых блоков, в траекториях возвращения космических аппаратов (включая Apollo и советские «Зонды») и, разумеется, в современных гиперзвуковых планирующих аппаратах.

В Соединенных Штатах прямое влияние идей Зенгера прослеживается в программе X-20 Dyna-Soar (1957–1963), которая, хотя и была отменена, подготовила почву для создания Space Shuttle. Оба этих аппарата — прямые концептуальные наследники Silbervogel.

Сам Ойген Зенгер после войны продолжил активную научную деятельность. Вместе с Иреной Зенгер-Бредт (они поженились в 1951 году) он работал во Франции, а затем в Западной Германии, где внес значительный вклад в развитие теории прямоточных воздушно-реактивных двигателей и фотонных ракет. Он стал одним из основателей Международной астронавтической федерации (IAF) и Международной академии астронавтики (IAA). Ойген Зенгер скончался 10 февраля 1964 года в возрасте 58 лет. Ирена Зенгер-Бредт пережила его почти на два десятилетия и продолжала публиковать работы о совместных исследованиях вплоть до своей кончины в 1983 году.

Заключение

Silbervogel представляет собой редкий в истории техники случай, когда проект, ни на шаг не продвинувшийся дальше чертежной доски, оказал колоссальное влияние на целую отрасль. Он родился из фантазии молодого аспиранта, был отвергнут академическим сообществом как слишком смелый, затем подхвачен военной машиной тоталитарного государства, но так и не реализован из-за технической неготовности эпохи. Однако его интеллектуальное ядро - идея крылатого аппарата, использующего атмосферу для расширения своих возможностей, - пережило и войну, и своих создателей, чтобы десятилетия спустя воплотиться в космических челноках и гиперзвуковом оружии.

Если вам интересна история, особенно история колониализма и межвоенного периода, подписывайтесь на мой телеграм-канал - https://t.me/bald_man_stories