ЛАЗЕР КАК СРЕДСТВО ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Помню, в начале 70-х годов Киевская киностудия научно-популярных фильмов поручила мне написать сценарий о применении в народном хозяйстве газовых лазеров. Естественно, для этого нужно было посетить завод, где их делали. Но легко сказать посетить. Тут-то и начались мои мытарства. Только на оформление допуска ушло больше недели. И хотя ничем особым данное предприятие не поражало, времени и нервов, чтобы попасть на него, было истрачено предостаточно.

В те годы само слово «лазер» воспринималось как символ чего-то таинственного и сверхсекретного. А на гипертрофированное стремление все засекретить народ откликался анекдотами. Вот один из них. Человек, работающий на заводе, выпускавшем никелированные кровати, предложил соседу наладить небольшой бизнес: я выношу запчасти, мы их собираем и продаем кровати. Проходит несколько дней. Компаньоны мрачнее тучи. Детали есть, но ничего не выходит: как их не собирай - получается пулемет.

Сегодня нет ни секретов, ни анекдотов на подобную тему, ни, увы, самих лазеров. Серийно их у нас почти не выпускают. И это тем более обидно, что в Украине работают блестящие специалисты. А самого известного из них - киевского профессора Владимира Коваленко американские любители рейтингов назвали одним из пяти ведущих лазерных экспертов мира и человеком номер один среди лазерщиков бывшего СССР. Наше отставание в производстве квантовых генераторов чрезвычайно досадно еще и по той причине, что, как подсчитал сам Владимир Сергеевич, лазерные технологии сейчас могут применяться чуть ли не в 350 областях - в машиностроении, сельском хозяйстве, медицине, космонавтике, оборонной промышленности, связи, полиграфии, криминалистике, зрелищной индустрии...

К великому сожалению, речь идет в основном о зарубежных работах, хотя у нас в Украине существует признанная во всем мире школа подготовки подобных специалистов, во главе которой стоит, как называют его американцы, «мистер Лазер» - декан факультета химического машиностроения, заведующий кафедрой лазерной технологии, директор НИИ лазерной техники и технологии Национального технического университета «Киевский политехнический институт», заслуженный деятель науки и техники Украины, доктор технических наук, профессор Владимир КОВАЛЕНКО.

-Г оворя о том, что у нас сегодня нет таких лазерных секретов, которые стоило бы охранять, вы, наверное, все же немного сгущаете краски, - замечает Владимир Сергеевич. - Отдельные работы, которые могут быть востребованы и в оборонной области, конечно же, у нас существуют. Ведь это технология двойного использования. При помощи лазера можно спасти и отдельного человека на операционном столе, и целый город от уничтожения ракетой с ядерной боеголовкой. Да что там город! Мощный лазерный луч способен избавить Землю от столкновения с крупным астероидом. Вы фокусируете излучение - и на его поверхности происходит эрозия - микровзрыв. За счет импульса отдачи космическое тело меняет траекторию и удаляется от нашей планеты. Мощность лазера зависит от объекта, на который нужно воздействовать, и легко просчитывается. Кроме того, в Космосе нынче много всякого мусора, от которого тоже нужно «отстреливаться». Это не значит уничтожать или сжигать - просто менять орбиту.

В прошлом мы и впрямь страдали секретоманией, считает профессор Коваленко. Тем не менее некоторые аспекты использования лазерных технологий держат в тайне и на Западе. Когда несколько лет назад его пригласили читать лекции в одном из двух самых знаменитых мировых научных центров, где занимаются программами звездных войн, Владимиру Сергеевичу пришлось заполнить вопросник, состоящий из... 90 пунктов. Впрочем, сверхсложную систему доступа в данную лабораторию объяснить нетрудно. Лазер рассматривается здесь как стратегическое оружие...

Квантовыми генераторами юному Владимиру Коваленко предложил заниматься его учитель профессор Сергей Картавов. После окончания Киевского политехнического института Владимир два года работал на заводе «Арсенал». Но талантливого выпускника, защитившего диплом на английском языке (случай в те годы беспрецедентный!), на кафедре не забыли и спустя два года пригласили в КПИ. Тема, за которую он взялся в 1964 году, называлась так: «Изучение возможности использования лазерного излучения для обработки материалов».

Когда в СССР начали добывать алмазы, встал вопрос об их обработке. Процесс этот чрезвычайно трудоемкий, а опыта не было никакого. Владимир Коваленко и его коллеги предложили использовать лазер. Но как именно осуществить свой замысел на практике, они тогда не имели ни малейшего представления.

- Однажды в нашу лабораторию пожаловала целая делегация с киевского завода «Изумруд», - вспоминает профессор, - директор, главный инженер, начальник центральной заводской лаборатории и... милиционер. Директор извлек из портфеля кусок какого-то спекшегося стекла и торжественно положил на стол. «Это якутский алмаз! - объяснил он, выдержав приличествующую моменту паузу. - Его нужно разделить на части, чтобы потом легче было обрабатывать».

Хорошо, соглашаемся мы, постараемся вам помочь. Помещаю алмаз в установку. Нажимаю кнопку на пульте - и никакого результата. В чем же дело? Наверное, под присмотром милиционера лазер работать не хочет, догадываюсь я. Сержант переминается с ноги на ногу и в конце концов выходит за дверь.

Но, представьте, после этого дела пошли еще хуже. Снова нажимаю кнопку. Лазер срабатывает. Но после импульса стол оказывается совершенно пустым. Алмаз... исчезает. Тут коленки у меня, честно говоря, подкосились. Смотрю на своих ребят - они тоже не в лучшем виде. Лица у некоторых позеленели. Один директор завода невозмутим. Не волнуйтесь, говорит, товарищи. Это же наука! Она способна преподнести и не такие сюрпризы. Мы тут на всякий случай приготовили акт на списание. Сейчас его заполним, и все будет нормально...

Потом мы, конечно, проанализировали свой конфуз и нашли причину. Вот уж когда поистине нужно было действовать не силой, а умением. Мы по неопытности использовали очень мощный лазер. Тепловой удар был настолько сильным, что минерал разлетелся на мелкие части.

Н а следующий день

прихожу на работу

и глазам не верю, - смеется Владимир Сергеевич. - В лаборатории идеальная, неправдоподобная чистота. В чем, думаю, дело? И тут до меня доходит. Мои дорогие сотрудники, будучи физиками, прекрасно понимали, что материальные тела без следа не исчезают. Они хорошо поискали, и каждый нашел по кусочку. Таким образом, затраты труда на уборку лаборатории полностью компенсировались. Что же до алмаза, то ведь он уже был списан. А следовательно, его просто не существовало в природе. Но, понятное дело, из своей ошибки мы извлекли урок, - подводит итог «веселого» эпизода Владимир Сергеевич. - Уже через несколько лет, в начале 90-х годов, лаборатория получила всесоюзную премию «За разработку технологии и оборудования для обработки натуральных естественных алмазов в бриллиантовом производстве». Эта технология была внедрена на всех советских предприятиях аналогичного профиля.

Беседовать с профессором Коваленко одно удовольствие. О самых серьезных вещах он умеет говорить с добрым юмором. В глазах маститого профессора то и дело вспыхивают веселые искорки, окрашивая его рассказ в теплые и слегка юмористические тона. Вот одна из историй, которую я услышал от него во время нашей встречи.

- Однажды (было это в Москве) молодые сотрудники проводили какой-то эксперимент и после его завершения не перекрыли луч лазера, который в подобных случаях обычно направляется в зеркало и отражается в рабочую зону. А здесь луч попросту уходил в окно. Благо, излучение было инфракрасным, а проще говоря, невидимым. Впрочем, благо ли? - иронически прищуривается мой собеседник.

Через некоторое время один из молодых физиков машинально смотрит в окно и меланхолично замечает, что в квартале от них начался пожар: горит какой-то дом. На следующий день эксперимент продолжается, но сотрудник, заметивший накануне пожар, все время о чем-то думает. Наконец его мысль созрела. «Ребята, - обращается он к коллегам, - а ведь дом напротив, пожалуй, подожгли мы. Наш луч попал на раму, дерево вспыхнуло и...»

- Это анекдот? - спрашиваю у профессора.

- Если бы, - отвечает он. - К сожалению, быль.

- А что произойдет, - интересуюсь, - если такой луч попадет, скажем, на лицо экспериментатора?

- Это будет нечто ужасное! - Владимир Сергеевич даже всплеснул руками. Но тут же лукаво улыбнулся. - Мы исследовали, как влияет лазерное излучение на репродуктивные функции человека. Статистика такая. Я, например, в молодости пользовался преимущественно красными лазерами. В результате у меня две дочери. Следующее поколение физиков работало у нас с инфракрасным излучением - у них пошли мальчики и девочки. А вот когда у лазеров длина волны стала еще более короткой, начали рождаться преимущественно мальчики...

Но если говорить серьезно, то при более мощных аппаратах беречься, конечно, надо. Особенно от прямого попадания лучей. Да и лазер лазеру рознь. Сейчас, например, на подходе рентгеновский, - сообщил профессор Коваленко, - а с ним, как вы понимаете, шутки плохи. Но в недалеком будущем может появиться лазер, работающий на гамма-излучении. Это уже будет настоящая радиоактивная пушка!

Лазерная технология для Владимира Сергеевича - не только основная сфера приложения его научных интересов. Лазер для него, если так можно выразиться, - еще и своеобразное средство передвижения - и самого профессора, и его идей. Начнем с того, что стажировался он в Институте физики АН СССР, Бирмингемском университете в Великобритании и Осакском в Японии. Затем работал в Канаде, Китае и США. Более чем в десяти странах мира выступал с лекциями, много раз представлял Украину на международных научных конгрессах. Профессор Коваленко - действительный член нескольких зарубежных академий, его приглашали ведущие университеты миры и даже Институт стратегических исследований НАТО.

Владимир Сергеевич показывает несколько миниатюрных металлокерамических деталей и объясняет, что для их изготовления не потребовалось ни штампов, ни пресс-форм. Со стороны может показаться, что они появляются как бы из ничего, объясняет он, - словно по мановению волшебной палочки. Лазерный луч сканирует по программе, заданной чертежом, и послойно наращивает материал - подающуюся через специальное сопло металлопорошковую керамическую смесь. По существующей классической схеме, чтобы получить деталь, отсекалось все лишнее. А здесь наоборот, она как бы выращивается, синтезируется.

Но все это может выглядеть еще большим чудом, когда используется так называемый метод лазерной стереолитографии. На наших глазах с помощью лазерного излучения как бы материализуется, например, жидкая пластмасса. Лазерный луч определенной длины волны вызывает фотохимическую реакцию, объясняет профессор. В результате происходит полимеризация - пластмасса начинает затвердевать. Но здесь необходимо еще второе воздействие мощного лазерного излучения. В результате (тоже с помощью компьютера) начинает наращиваться слой за слоем. За каких-нибудь пять минут на ваших глазах вырастает деталь. Это кажется чистой фантастикой. Но никакого чуда тут нет. Перед нами технология следующего тысячелетия.

«Процессы «выращивания» трехмерных объектов в настоящее время постепенно выходят из стадии экспериментальной проверки и внедряются в производство, - пишет В. Коваленко в своей статье «Лазерный синтез трехмерных объектов машиностроения». - Особый интерес к этой новой технологии проявляют такие динамичные отрасли, как авиастроение, автостроение, электронное машиностроение, инструментальная промышленность, изготовление космической техники и др...

Одним из важнейших достоинств рассмотренных технологий... является возможность разнесения во времени и пространстве различных этапов выполнения процесса. Компьютерная информация по проектированию изделия может быть создана в одном месте и в определенное время, а затем передана с помощью телефонной и спутниковой связи в другое место, например на производственный участок, располагающий специальным оборудованием для «выращивания» деталей. Можно даже представить себе передачу такой информации на будущую космическую межпланетную станцию, на которой возникла необходимость изготовления запасной части для оборудования станции...»

В кабинете профессо-

ра Коваленко можно

увидеть любопытную фотографию. На бревно оперлась небольшая коническая шестеренка. Но, оказывается, «бревно» - это многократно увеличенный человеческий волос, а диаметр детали - 8-10 микрометров. Из подобных шестеренок состоит гидравлический насос, предназначенный для шунтирования кровеносных сосудов. Такие сверхминиатюрные детали можно изготовить при помощи лазера. Разрешающая способность этой технологии зависит от длины волны излучения. Чем меньше пятно фокусирования, тем больше прецезионность и меньше размеры деталей. Поэтому сегодня на повестке дня уже не только рентгеновские лазеры, но и квантовые генераторы, работающие на гамма-излучении и даже космических лучах.

Здесь мне могут сказать: Бог с вами, о каких космических лазерах вы говорите! Оглянитесь вокруг - машиностроение в Украине дышит на ладан, а заводы стоят. Сегодня и о самых обычных лазерах можно только мечтать. Что тут ответить? Наверное, стоит привести еще одну цитату из статьи профессора Коваленко, на которую я уже ссылался выше: «Предложенные технологии могут восприниматься как фантастические и вообще нереальные, особенно на фоне всеобщего экономического спада и паралича промышленности в Украине и странах СНГ, - пишет он. - Тем не менее выход из экономической катастрофы возможен лишь на основе разработки и освоения новейших технологий, создания гибких, динамичных и высокоэффективных производств, позволяющих выиграть в сложной конкурентной борьбе... В частности, в Украине имеется достаточный опыт и реальные возможности для дальнейшей разработки и внедрения в практику рассмотренных технологий».

К счастью, это не только декларация. И сам наш знаменитый ученый, написавший более 450 научных работ, среди которых 22 монографии, а также 120 изобретений и патентов, не сидит сложа руки. Об этом свидетельствуют известная далеко за пределами Украины школа профессора Коваленко, подготовленные им 19 кандидатов и 5 докторов наук, выпускники его факультета, пользующиеся спросом во многих странах мира. Сейчас главное сохранить это богатство - сберечь высочайший интеллектуальный потенциал. Технику в конце концов можно обновить, но люди, подобные Коваленко, незаменимы.

Мне кажется, сегодня мы можем смело говорить об «эффекте Коваленко». Эти слова означают вовсе не конкретное техническое открытие, хотя их за долгую творческую жизнь у Владимира Сергеевича было великое множество. Это феномен чисто человеческий. «Мистер Лазер» - настоящий романтик науки. Столь известным в мире его сделали не только огромный научный багаж, но и увлеченность, готовность поделиться знаниями. А также доброжелательность, отзывчивость, открытый характер. Таким знают нашего знаменитого лазерщика во многих странах.

Недавно из Парижа пришло сообщение, что известный украинский специалист в области лазерной технологии избран членом-корреспондентом Международного института машиностроения и приборостроения (CIRP) - элитарной организации с ограниченным числом участников, для вступления в которую необходимы очень солидные международные рекомендации. Письмо с искренними поздравлениями подписал генеральный секретарь CIRP профессор Мишель Верон. Эта организация, согласно ее уставу, насчитывает в своих рядах не больше 175 действительных и 125 членов-корреспондентов из наиболее развитых стран. Ее главная цель - стимулировать перспективные научные исследования для развития всех аспектов производственных технологий.

Редакция «Зеркала недели» поздравляет профессора В.Коваленко с избранием в CIRP. Это, вне всякого сомнения, еще одно доказательство высокого международного престижа украинской науки.