Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

Пусковые установки для V-1 были построены в Северной Франции, откуда они могли долететь до Англии — радиус действия V-1 составлял 250 километров. С октября 1944-го по март 1945-го немцы выпустили около 16 тысяч ракет V-1 Их испытания проводились в основном в Пенемюнде, на берегу Балтийского моря. Аэрофотоснимки этого центра были сделаны англичанами после донесений участников польского подполья, обнаруживших здесь крупный ракетный полигон. Первой крылатую ракету V-1 идентифицировала на снимках старший лейтенант Констанция Бебингтон-Смит.

Несмотря на низкую точность наведения, а также действия английской авиации и зенитной артиллерии, несколько тысяч V-1 достигло Лондона. Великий английский писатель Ивлин Во пишет, что самым страшным для лондонцев был не столько звук летящего над ними снаряда, сколько наступавшая вдруг тишина — она означала, что мотор выключился и снаряд падает вертикально вниз, прямо на тебя. 17 июня 1944 года у человечества был шанс быстрого прекращения войны: отклонившийся от курса V-1 упал на бетонный бункер в Марживале (Франция), где в тот момент находился Гитлер. К сожалению, бункер устоял. Всего от V-1 пострадало более 80 тысяч зданий, погибло около 6 тысяч человек.

В литературе приводятся противоречивые сведения о топливе крылатых ракет. Некоторые источники сообщают, что горючим компонентом являлся бензин, другие — гидразингидрат. Известно, что емкость с похищенным топливом однажды загорелась в кармане у польского подпольщика; это чуть не стоило ему жизни, поскольку случилось на глазах у немецкого патруля. С бензином такого произойти не могло, так что, по-видимому, справедливо утверждение английского историка Джона Фуллера об использовании обычного авиационного бензина с добавками гидразингидрата (соединение воды с гидразином N ₂H ₄).

Подтверждением этому является установка на V-1 простого двигателя, разработанного еще в 1938 году. Окислителем там служил кислород воздуха. Для работы катапульты, с которой осуществлялся запуск «оружия возмездия», применяли концентрированную перекись водорода. То самое вещество, с помощью которого изготавливают крашеных блондинок.

Катализ Ипатьева

Говоря о топливе для ракет и самолетов, вспомним великого русского химика академика Владимира Николаевича Ипатьева, основателя российской и советской химической промышленности, в 1930 году эмигрировавшего в США.

В Америке советский академик Ипатьев возглавил химическую лабораторию крупного нефтехимического концерна. Одним из результатов его экспериментов было создание катализаторов для получения высокооктанового топлива. Полученное по методу Ипатьева топливо использовалось для заправки американских и английских самолетов, которые после этого могли летать со значительно большими скоростями при лишь небольшой переделке двигателя. В результате самолеты союзников получили огромное преимущество перед немецкими и, в частности, смогли сбивать до 70 % неуправляемых V-1, летавших со скоростью 600 километров в час, не говоря уже о вражеских самолетах. Многие западные историки отмечают, что в этом смысле именно Ипатьев выиграл «битву за Англию».

Владимир Николаевич Ипатьев родился в 1867 году, закончил Михайловское артиллерийское училище. Хотя химического высшего образования не получил, он вскоре защитил диссертацию по органической химии, работал в Германии у знаменитого Адольфа фон Байера и в Париже, а во время Первой мировой войны занимался, как и, увы, большинство химиков в то время, созданием химического оружия — но и защитой от него. Организовал производство отравляющих и взрывчатых веществ, фактически создал российскую химическую промышленность, точнее, ее органическую составляющую. Был выбран в академики Петербургской академии наук, а поскольку закончил военное учебное заведение, вскоре стал и генералом. Именем Ипатьева названа одна из органических реакций, а это величайшая честь для химика. Именная реакция — честь повыше Нобелевской премии, это как названные в честь первооткрывателей пролив, море или горы.

После революции он возглавил всю химическую промышленность Советской России, что не лучшим образом сказалось на его отношениях с русскими эмигрантами, встреченными им в 1930 году, когда ему удалось выехать на Берлинский конгресс по энергетике. А возвращаться в СССР было уже невозможно, там начались аресты ученых, в том числе его близких знакомых. Между прочим, знаменитый екатеринбургский «ипатьевский дом», в котором была расстреляна вся семья императора Николая II вместе со слугами, фрейлинами и личным доктором, принадлежал брату Владимира Николаевича, Николаю Николаевичу Ипатьеву.

И вот Владимир Николаевич остается за границей, сначала в Европе, а с 1930 года — в США, куда его пригласили работать в компании UOP. Именно здесь он и осуществил свои выдающиеся работы в области катализа, хотя первым его знаменитым изобретением, сделанным еще в самом начале века, была «бомба Ипатьева» — реактор для проведения реакций при высоких давлениях и температурах. Обычно считают, что катализатор — это вещество, ускоряющее химические реакции и при этом не расходующееся. Это не совсем правильно, но в первом приближении вполне допустимо. Только вот добавим, что катализатор может реакцию не ускорять, а замедлять, но тогда это вещество называют ингибитором. Катализаторы бывают гомогенными (от греческого слова, означающего «однорожденные»), если и реагенты, и сам катализатор растворены в какой-нибудь жидкости, обычно в воде. Или все эти вещества газообразны. Но Ипатьев чуть ли не первым использовал гетерогенные катализаторы («разнорожденные») — например, катализатор может быть твердый, а реагенты газообразные.

Он придумал катализатор, спекая кварц с фосфорной кислотой, и с помощью этой «твердой фосфорной кислоты» провел изомеризацию углеводородов нефти для повышения октанового числа бензинов. Этот «ипатьевский» бензин и заливали в топливные баки английских «спитфайеров» — быстрых одноместных истребителей Второй мировой войны.

Впрочем, вскоре появились еще более скоростные машины для ведения боевых действий и уничтожения людей — ракеты Фау-2, придуманные замечательным немецким конструктором Вернером фон Брауном. Он же разработал и состав топлива, так что в определенном смысле стал конкурентом Ипатьева, хотя Владимир Николаевич, разумеется, о засекреченном эсэсовце ничего не знал. Эсэсовце? Да, фон Браун состоял в этой страшной и преступной организации гитлеровской Германии, но, как говорится, тогда время было такое, тогда «все» были в СС. При этом в крематории великий конструктор лично никого не отправлял, хотя около 30 тысяч заключенных концлагеря, занимавшихся изготовлением его ракет, погибли от голода и болезней, но это вина профессиональных убийц, а не ученого. Более того, некоторые историки даже считают, что фон Браун был тайным врагом Третьего рейха и сознательно перенаправил германскую промышленность на создание своих революционных, но малоэффективных, неточных и очень дорогостоящих ракет вместо качественных, уже проверенных истребителей и бомбардировщиков. Министр вооружений Третьего рейха Альберт Шпеер прямо называл разработку и использование V-2 «нелепой затеей». Хотя с научной и технологической точки зрения V-2 — великое достижение.

Итак, к началу Второй мировой войны фон Браун уже накопил огромный опыт по созданию ракет на жидком топливе, в качестве которого он использовал обычный этиловый спирт. Нефти в Германии не было, румынские нефтепромыслы подвергались постоянным бомбардировкам, а спирт легко получали из картошки. Окислителем в «оружии возмездия» служил жидкий кислород, как и сейчас в ракетах многих космических держав. В 1944 году немцы начали стрелять своими V-2 по Лондону, и здесь самолеты с горючим Ипатьева сделать уже ничего не могли: ракеты летали с огромной скоростью — более 6 тысяч километров в час — и несли, каждая, 1 тонну взрывчатки. Всего по Англии, а потом и по Антверпену было выпущено около 3 тысяч снарядов, сбить их было невозможно, и только невысокая точность попадания объясняет сравнительно небольшое количество погибших от этого оружия (3 тысячи убитых, 6 тысяч раненых в Англии). Единственным способом защититься от V-2 были бомбардировки пусковых установок.

Ценные трофеи

С точки зрения разработки вооружений появление V-2 представляло собой подлинную революцию. Более того, хотя об этом у нас предпочитают не упоминать, вовсе не российская Р-7 (ракета-носитель «Спутник», или «семерка») первой оказалась в космическом пространстве, а именно V-2, причем на 13 лет раньше. В 1944 году были проведены испытания этой ракеты, в ходе которых она достигла высоты 188 километров над поверхностью Земли. Правда, ни одного оборота вокруг планеты она не сделала, а наш первый в мире спутник, запущенный в 1957 году, совершил 1440 оборотов вокруг Земли.