Владимир Щербаков: несостоявшийся парадокс

 

«Парадокс Штермера» привлекал и привлекает внимание специали­стов: делаются все новые попытки объяснить его вмешательством «ма­леньких зеленых человечков» - обитателей иной звездной системы. Вот почему особое внимание должно быть обращено на более естест­венное объяснение явления. А если это не удается, тогда можно при­влечь и гипотезу о «зеленых человечках».

Когда в самом начале века удалось впервые передать радиограмму через Атлантику, нашлись скептики, утверждавшие, что это простая случайность, что регулярная передача радиоволн вдоль поверхности Земли невозможна. Что ж, для этого были основания: ведь многие фи­зики того времени считали, что свет и радиоволны должны обладать абсолютно идентичными свойствами. Истина стала раскрываться позд­нее. Всего через шесть месяцев после успешного сеанса радиосвязи че­рез Атлантический океан Оливер Хэвисайд высказал свою точку зрения на строение атмосферы: «Возможно существование хорошо проводящего слоя в верхней атмосфере. Если это так, то радиоволны будут задер­живаться им в большей или меньшей степени. Тогда будет происходить отражение: с одной стороны - от моря, с другой - от верхних слоев атмосферы».

Таким образом, получалось, что длинные волны могли огибать по­верхность земного шара из-за дифракции, а более короткие - из-за отражения от слоя Хэвисайда. Существование такого слоя было доказа­но прямыми экспериментами Эпплтона и Барнета в 1925 году. Отраже­ние происходило примерно на высоте 100 километров. Исследователи наблюдали интерференционные максимумы и минимумы (биение) пря­мой и отраженной волн. Помимо слоя Хэвисайда, были открыты и другие «горизонты» ионосферы: оказалось, что она похожа на слоеный пирог, причем степень ионизации зависела от солнечной активности. Интенсивность солнечного света постоянна, однако в ультрафиолетовой области спектра Солнце является звездой переменной. Именно ультра­фиолетовые лучи ответственны за состояние ионосферных слоев.

Подобные факты могут служить основой для объяснения результа­тов К. Штермера. Во всяком случае, пренебречь ими не представляется возможным.

Короткие волны, которые как раз и использовались в опытах К. Штермера, имеют наибольшее значение для связи на огромных рас­стояниях, сравнимых с размерами земного шара. Они сравнительно сла­бо поглощаются ионосферными слоями, зато отражаются достаточно хо­рошо одним, а иногда и двумя слоями. (Нелишним будет упомянуть и о замираниях коротковолновых сигналов, которые раньше объясняли не­исправностями приемника. Американский физик Деллинджер сопоставил позднее их с солнечными вспышками - именно в них-то и была скрыта причина. Замирания возникают только днем, в пределах осве­щенного полушария, в иной день их можно насчитать до пяти-десяти. При продолжительности в несколько минут они довольно часто «делают погоду» на линиях радиосвязи.)

Теперь пора, пожалуй, рассказать подробнее об опытах Карла Фредерика Штермера, члена Норвежской академии наук и литературы в Осло, иностранного члена Парижской академии наук и Лондонского королевского общества, почетного члена Академии наук СССР (с 1934 года). Исследования К. Штермера снискали заслуженное уважение своей глубиной и оригинальностью. Этот замечательный норвежский ученый разработал стройную теорию полярных сияний, предложил ме­тоды расчета траекторий заряженных частиц в магнитном поле Земли, которые обогатили не только науку о Земле, но и физику и математи­ку.

Однажды (это случилось в декабре 1927 года) сосед К. Штермера, инженер и радиолюбитель Иорген Халльс рассказал ученому о мощном эхе, свидетелем которого ему довелось быть. По его словам, через не­сколько секунд после сигналов коротковолновой станции в Эндховене (Голландия) слышались сильные отголоски. «Как только я узнал об этом замечательном явлении, - писал позднее К. Штермер, - мне пришла мысль, что волны беспроволочного телеграфа могли быть отра­жены теми токами и поверхностями электронов, на которые мысль моя была направлена в годы с 1904-го по 1907-й при теоретическом иссле­довании северных сияний».

В декабре 1927 года К. Штермер договорился с Эндховеном о сеансах радиопередачи. Первые опыты начались в январе. Прием вели две станции: в Форнебо и Кигде. Обе станции располагались близ Ос­ло. Станция в Нигде - это станция уже знакомого нам инженера Халльса. Радиопередатчик в Эндховене посылал сигналы через каждые пять секунд. Они регистрировались с помощью осциллографа. Очень ясно фиксировались импульсы Эндховена. Тогда же было обнаружено и несколько других сигналов, «которые могли вызваться атмосферными пертурбациями или же эхом». Во время опытов Иорген Халльс часто звонил по телефону К. Штермеру, чтобы сообщить о своих наблюдени­ях. Он слышал гораздо больше запаздывающих сигналов, чем отмечала станция в Форнебо. Это, по всей видимости, объясняется тем, что у него был очень чувствительный радиоприемник (Халльс вел прием сиг­налов на громкоговоритель).

Летом того же года состоялась встреча К. Штермера с Ван дер Полем, работавшим в Эндховене. Они договорились посылать стандарт­ные телеграфные посылки (три импульса, три тире). Период повторе­ния таких тройных посылок составлял 20 секунд. От осциллографа ре­шено было отказаться (немаловажную роль в этом решении сыграл ус­пешный опыт Халльса).

Одиннадцатого октября в 15 часов 30 минут К. Штермер услышал отчетливое эхо. Через несколько минут позвонил Халльс, и Штермер немедленно направился к нему. Громкоговоритель отчетливо воспроизво­дил эхо.

«Как правило, каждый сигнал давал один отголосок, а иногда даже несколько, — писал К. Штермер в своей книге «Проблемы полярных сияний». — Обычно отголосок, подобно сигналу, также имел три тире, иногда они сливались, случалось также, что отголосок затягивался в бо­лее длительный звук, чем сигнал. Высота звука была та же, что и сигнала».

Именно здесь, в квартире Халльса в Бигде, ученый записал проме­жутки времени между сигналами и отголосками: это и были те самые серии К. Штермера, которые впоследствии неоднократно публиковались в разных газетах и журналах. А вот свидетельство ученого: «Отмечен­ные мной периоды времени не имеют притязания на точность, посколь­ку я не был достаточно подготовлен, но они дают, по крайней мере, качественное представление о данном явлении. По словам Халльса, он до моего прихода наблюдал несколько отголосков через 3 секунды».

В этих свидетельствах норвежского ученого особенно важными представляются упоминания о «размывании» сигналов (следствие их долгого путешествия в ионизированной среде) и о приеме Халльсом других отголосков, не зарегистрированных К. Штермером (знаменитые серии К. Штермера, оказывается, неполны).

Еще одно важное обстоятельство, неоднократно отмеченное К. Штермером, — разная сила отголосков. Некоторые едва просматри­вались на осциллографической ленте и были заметно слабее при вос­произведении громкоговорителем.

Вывод, который нельзя не сделать, обдумывая результаты опытов К. Штермера, состоит вот в чем: разной задержке сигналов соответство­вала разная их сила и разная степень «размытия». Этого не было бы, если бы сигналы посылались из одной точки пространства, например, с борта гипотетическою летательного аппарата или зонда (хотя последний случай требует некоторых оговорок относительно скорости и направле­ния его предполагаемого движения).

Двадцать пятого октября К. Штермер зарегистрировал несколько сигналов с очень большой задержкой (до 25 секунд). Затем эхо исчез­ло. По уже в феврале 1929 года оно снова наблюдалось. В мае фран­цузские исследователи Галле и Талон зарегистрировали около 2 000 от­голосков, причем задержка достигала 30 секунд. Они также слышали слабые и сильные сигналы. Результаты их наблюдении опубликованы: это довольно сложная таблица, в которой нельзя уловить какую-либо закономерность в распределении сильных и слабых импульсов.

К. Штермер объяснил результаты опытов исходя из своей теории движения заряженных корпускул в магнитном поле Земли. Это, вообще говоря, не то же самое, что объяснять эхо отражением от ионосферы.

В 1947 году были впервые зарегистрированы отражения радиоволн от полярных сияний. Но появление сполохов как раз и связано с пото­ками солнечных корпускул. И это позволяет оценить всю глубину взглядов, высказанных норвежским ученым в самом начале тридцатых годов. Уже в конце 1928 года, опираясь на разработанную им теорию движения заряженных частиц, он предсказал, что эхо, по всей вероят­ности, будет отсутствовать до середины февраля. Так оно и получилось. Прогноз блестяще оправдался.

В заметке, опубликованной в журнале «Нейчур» 5 января 1929 го­да, К. Штермер приводит расчеты, относящиеся к интенсивности кор­пускулярных потоков от Солнца, и показывает, что «с конца октября и до середины февраля высота светила над горизонтом недостаточна для образования ливней частиц. Эхо возникает лишь при наличии некото­рых благоприятных условий». Какие же это условия? «Математическая теория показывает, что эти благоприятные условия наступают в том случае, когда корпускулы исходят от Солнца, стоящего вблизи магнит­ной экваториальной плоскости». В своих работах ученый показал, что, попадая в магнитное поле Земли, частицы могут попасть в такую зону пространства, которую им покинуть уже не удастся. Они концентриру­ются в большом торе, охватывающем земной шар. Стенки тора служат своеобразным зеркалом для радиоволн, и не просто зеркалом, а концен­тратором, собирающим их и посылающим в немногих направлениях. Именно поэтому радиоволны могут путешествовать по естественному волноводу долгое время, и после многих отражений К. Штермеру уда­валось принять их на Земле.

Интересно вспомнить первые шаги науки о движении солнечных корпускул и вызываемых этим движением полярных сияний (и, как видим, некоторых других эффектах и явлениях).

В 1716 году Галлей публикует в «Философских трудах Королевско­го общества» гипотезу, объясняющую «небесные видения» движением вдоль магнитных силовых линий Земли некоторой субстанции, которую он именует «магнетическими парами». До него считали, что сияния сродни свечению паров серы, исходящих из земных недр. Насколько объяснение Галлея обогнало свое время (особенно если заменить «маг­нетические пары» современным термином «электрические заряды»), вид­но хотя бы из заглавия одной любопытной брошюры, опубликованной одновременно с докладом Галлея. Эта брошюра, принадлежащая перу некоего Морфью, называлась так: «Очерк, касающийся последнего виде­ния в небесах шестого марта. Доказательство математическими, логиче­скими и моральными аргументами, что оно не могло быть вызвано просто обычным ходом явлений природы, а с необходимостью должно быть чудом. Смиренно предлагается на рассмотрение Королевского об­щества».

Много позже наука смогла объяснить зависимость частоты и силы полярных сияний от солнечной активности. Подсчет полярных сияний за последние 200 лет позволил открыть солнечные циклы разной про­должительности, включая одиннадцатилетний. Поток солнечных корпу­скул, связанный со вспышками и пятнами, также цикличен. 1928 год был как раз годом повышенной солнечной активности, точнее — годом максимума активности нашего светила. Достаточно сказать, что солнеч­ных пятен было зарегистрировано в тринадцать раз больше, чем в 1923 году.

К. Штермер открыл, что самые высокие «детали» сияний — это освещенные солнцем (из-за большой высоты) лучи. Они простираются вверх за пределы земной тени, до тысячекилометрового рубежа.

Потоки частиц от Солнца воздействуют на ионосферу. В качестве примера, иллюстрирующего это воздействие, можно упомянуть о сни­жении «электронного зеркала» одного из слоев ионосферы на 10—15 километров, которое было обнаружено Р. Брейсуэллом.

Общая картина происходящего во время солнечных вспышек и не­сколько позже (корпускулы достигают Земли с опозданием) может быть очень сложной. Однако заниматься ее подробным анализом имело бы смысл в том случае, если не нашлось бы более простого и естественно­го объяснения, данного самим Штермером.

Итак появление «загадочного эха» не всегда может вызвать удив­ление у радиоспециалистов, знакомых с причудами распространения ра­диоволн. Трудно усмотреть в этом явлении, обследованном К. Штерме­ром, парадокс. Совсем наоборот, если принять в качестве рабочей гипо­тезы допущение о космическом зонде, о «зеленых человечках», то при­дется изрядно поломать голову над объяснением «размытия», искажения и изменения силы сигналов.

Конечно, сказанное вовсе не означает, что автор этих строк отри­цает всякую возможность межзвездного контакта с помощью зондов, по­сылаемых в отдаленные миры разумными существами.

* * *

И все же это первые радиосигналы из космоса. Ведь земные импульсы прошли огромные расстояния, прежде чем отразились и вернулись обратно на Землю. Но вер­нулись они уже не те; они были совсем не похожи на сигналы, посланные радиостанцией Ван дер Поля. Взаи­модействуя с электронами, с другими частицами, потока­ми энергии и разреженного вещества высоко над плане­той, они изменились, преобразовались. Они несли уже информацию о космосе. Так возвращаются души преоб­раженные.

...Надеюсь, читатель, уже слышавший или читавший об эффекте Штермера, не пожалеет времени на знаком­ство с историей вопроса и первыми публикациями по этой теме. Самое же интересное состоит в том, что до поры до времени журналисты и любители астрономии как будто забыли о разгадке, данной самим Штермером, которому в период повального увлечения марсианами и в голову не пришло призвать их на помощь.

Но если бы это не было забыто, автор этих строк прочитал бы готовый ответ — в беглом изложении жур­налистов. Результаты были бы иными, тривиальными. Решусь спросить теперь читателя: увидел ли он в объяс­нении, данном самим Штермером, что-нибудь относящее­ся к управляемому термояду?

Еще несколько страниц — и автор этих строк отве­тит на тот же вопрос вполне самостоятельно.

 

КОЛЬЦО ШТЕРМЕРА

 

Высокотемпературная плазма должна быть достаточно устойчивой. Если ее не удержать на какое-то время — реакция синтеза легких ядер не даст энергии или даст ее меньше, чем затрачено на работу установки. Это главное условие. С ним прямо связано и второе условие: концентрация (плотность) частиц плазмы должна быть довольно высокой. Американский физик Дж.Д. Лоусон сформулировал критерий: произведение времени удержа­ния плазмы на плотность ее частиц должно быть выше порогового значения. Если это так, то устройство термо­ядерного синтеза отдает больше энергии, чем получает. Он нашел и численное значение этого порога. За это ве­дут борьбу физики. Для термояда нужна плазма с тем­пературой примерно 60 миллионов градусов. Плотность дейтериево-тритиевой смеси при этом составляет 10¹⁴ ча­стиц на один кубический сантиметр. А время удержания подчиняется условию или критерию Лоусона:

 

nt_y > 10¹⁴ cm^-3c

Отсюда, впрочем, определяется любая из величин, ес­ли другая задана: n — плотность частиц, t_y — время удержания плазмы.

При названных величинах время удержания составля­ет одну секунду. Этого в принципе достаточно, чтобы процесс пошел с позитивным балансом и энергию можно было отвести.

Плазма не должна касаться стенок рабочей камеры, иначе она мгновенно охладится и реакция синтеза оста­новится — при низкой температуре (относительно низ­кой, разумеется) у легких ядер не будет достаточной энергии, чтобы преодолеть силы отталкивания, и они не будут сливаться друг с другом. Кроме того, даже легкое касание стенок «отравляет» плазму посторонними приме­сями, а это тоже препятствие на пути синтеза ядер.

Вот почему специалисты сразу пришли к решению использовать камеры в виде тороидов-бубликов. При этом кольцевой жгут плазмы замкнут сам на себя, у не­го нет «торцов» — ни начала, ни конца. От остальной поверхности он отделяется магнитным полем, которое со­здает как бы стенки тороидальной емкости.

Так устроены, например, ловушки-токамаки. В этих приборах через плазму пропускается ток. Он создает магнитное поле, которое участвует в формировании удер­живающей магнитной поверхности. Иначе устроены дру­гие ловушки — стеллараторы. В них есть внешние вин­тообразные обмотки с проводом, которые окружают тороид камеры. По ним-то вместо плазмы и пропускается ток для создания удерживающих сил. Их преимущест­во — ток не зависит от состояния плазмы. Преимущест­во токамаков — ток помимо создания магнитного удер­живающего поля еще и нагревает плазму, повышает ее температуру, что является необходимым условием синте­за ядер. И уже получены температуры в десятки милли­онов градусов. Впервые токамаки были созданы в Инсти­туте атомной энергии имени И. В. Курчатова.

Вот уже не одно десятилетие физики возлагают на­дежды на магнитные ловушки обоих типов — в нашем отечестве и в США. Некоторые успехи налицо, но они даются все большей ценой, и продвижение вперед давно уже напоминает неспешное соревнование черепахи с Ахиллесом, как бы олицетворяющим требования времени. А ведь после решения проблемы удержания плазмы на повестку дня встанут вопросы экономичности. А нынеш­ние монстры-ловушки плазмы меньше всего ассоциируют­ся с реальностью и инженерной практикой.

Между тем можно предложить иной путь. Причем могут найти применение даже созданные устройства — новые, возможно, не понадобятся. Этот путь основан на принципиально новом методе использования горячей плазмы, которая до сих пор применяется в режиме флюктуаций. Эти флюктуации — принципиальная осо­бенность нынешних процессов термоядерного синтеза. Ведь хаотическое движение частичек происходит и в токамаках и в стеллараторах. Оно обусловлено высокой температурой, которая превосходит температуру многих звезд. Образно говоря, температура — это движение, причем хаотическое, случайное. Это и есть флюктуации.

Перейдем на образный язык. Картина такова, как будто некто гладит тигра, но его шерсть вопреки этому дыбится. Плазму можно уподобить тигру. И чем больше ток в токамаке, тем выше температура плазмы и тем больше флюктуации. Тигр неукротим. Его шерсть неми­нуемо то там, то здесь касается стенок ловушки — и все пропало.

У меня создалось впечатление, что расчет флюктуа­ций в плазме ловушек невероятно сложен, упрощенные же расчеты физиков не достигают цели, не отражают реальной картины. В этом — почти непреодолимая труд­ность. Да, можно предложить способы укрощения тигра, но они приведут, боюсь, к рождению нового поколения монстров-укротителей, совершенно нереальных в вопло­щении, тем более — в инженерной практике.

Рождение высокотемпературной плазмы — тепловые флюктуации — гибель плазмы. Таков порочный круг, разорвать который нельзя до тех пор, пока мы использу­ем флюктуирующую плазму. Сложилось впечатление, что физики, с которыми я беседовал, плохо знакомы с тео­рией случайных процессов. Решения задач о пересечении случайным процессом заданных уровней им неведомы. Эти решения (как и другие) они заменяют верой в чу­до: больше энергии, больше наблюдений — и все про­изойдет само собой, плазма будет удержана. Однако еди­ничные удержания даже на секунды не могут внушить оптимизма. Об этом и говорит теория случайных процес­сов.

Но если нельзя разорвать порочный круг, потому что любая нагретая плазма флюктуирует, то о каком новом пути ее использования можно говорить? Такого пути, очевидно, не должно существовать вообще.

Тем не менее закономерные чудеса в физике все же возможны. Законы газовой динамики свидетельствуют: го­рячую плазму можно свернуть в кольцо. В этом кольце плазма должна вращаться по винтовой линии, повторяя внутренние очертания ловушки — на некотором расстоя­нии от ее стенок. Вместе с этим винтовым движением плазма должна вращаться вокруг центра тороидальной ловушки, по большому кругу. Это внешне похоже на винт, замкнутый сам на себя, или на пружину, сверну­тую в кольцо.

И еще это напоминает смерч, замкнутый точно так же на себя, или змею, кусающую собственный хвост (если отвлечься от вращения по винтовой линии). Простой смерч достаточно устойчив, кольцевой — намного устой­чивее, а если есть еще винтообразное движение, то он практически неразрушим и формирует сам себя, вовлекая в свое тело новые и новые порции вещества. При этом давление внутри его падает до очень низких значении, а его винтовое вращение сжимает его стенки до предела.

Я мог бы написать уравнения и формулы, но, ду­маю, специалист поймет и так, а формулы были бы препятствием не только для неискушенного читателя, но и для иного физика, незнакомого с темой.

Расчеты показывают, что в таком режиме можно до­стичь сверхзвуковых скоростей винтового движения плаз­мы. Стенки плазмы приобретают при этом свойства твер­дого тела. Это кажется парадоксом, но именно это утвер­ждают теория и расчеты. Так я пришел к модели «почти твердой» плазмы. Ее флюктуации сведены к минимуму. Частицы ее как бы вморожены во вращающиеся стенки. Таким же свойством обладают «стенки» смерчей. Не раз замечено, что попавшие в смерч предметы вращаются вместе и падают вместе; гигантские атмосферные вихри, словно по просьбе или молитве, опускают на землю не­разрушенные дома и крыши, которые они поднимают в воздух.

Но смерч линеен, а плазма кольцевая, ее начало сходится с концом. Внешне как в токамаке, но только стенки этого полого кольца вращаются — в этом отли­чие.

Итак, замороженная плазма. Почти твердая кольцевая конструкция, если говорить инженерным языком. С ней и нужно работать физикам. Это и есть тот путь, на ко­торый некогда вступил автор этих строк. И тут, я ду­маю, сыграли роль и ассоциации с эффектом Штермера. Он первым описал кольцо плазмы в виде тора. В своих работах он рисовал эту змею, кусающую свой хвост. Она опоясывает земной шар. Он рассчитал ее устойчи­вость. Мне оставалось лишь перейти к высоким темпера­турам и давлениям, к сверхзвуковым скоростям враще­ния тела змеи вокруг ее собственного позвоночника.

Так сигналы из космоса дали первый толчок. Роди­лась мысль об использовании нефлюктуирующей или почти нефлюктуирующей плазмы (энергия флюктуаций в ней намного меньше энергии вращения).

 

ПРОЕКТ: УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯД

 

Плазма капризна, и поведение ее непредсказуемо в целом ряде ситуаций. Отдаленно она напоминает о бу­шующем море, рисунок поверхности которого постоянно меняется, а глубинные течения и водовороты невидимы. Эта аналогия глубже, чем кажется на первый взгляд, ведь в воде есть и электрически заряженные частицы, ионы, причем иногда их концентрация велика. До неко­торой степени вода тоже плазма.

Используя законы газовой динамики, как выяснено выше, из плазмы можно сформировать вращающийся тороид, причем вращение происходит по винтовой ли­нии — то есть само тело тороида кажется неподвижным, но все частицы плазмы на его поверхности следуют по этой траектории. Внутри тороида — почти вакуум. Этот вакуум изолирован от объема ловушки стенками тороида. Они плазменные, эти стенки, но очень плотные, напоми­нают твердое тело. И вместе с тем частицы в них дви­жутся.

Так мы пришли к результатам, сравнить которые уместно с тем же движением воды. Примерно так она движется в трубе смерча над морем. (Он, правда, разо­мкнут, не свит в кольцо.) Менее точная, зато гораздо более простая аналогия знакома каждому — это враще­ние воды в ванне у сливного отверстия, когда ее остает­ся немного. Воздух втягивается вниз, в отверстие, а вода образует вертикальные вращающиеся стенки как бы воп­реки даже закону гравитации. На самом деле, конечно, ни один из законов не нарушается. Просто и здесь вра­щение стремится создать пустоту, в нее входит воз­дух — в большей или меньшей степени.

Я мог бы описать несколько способов формирования вращающейся плазмы, но это уже технические детали. Достаточно сказать, что тороидальные вихри могут быть получены с помощью звуковых волн в цилиндрических вращающихся конструкциях ловущек, с использованием переменного или пульсирующего электрического поля, магнитов, питаемых по программе. Последние два спосо­ба используются уже в тороидальных камерах, а не в цилиндрических. Мне кажется, заслуживает внимания и механический подход — кольцевая турбина в сечении тороида позволит достигнуть цели, поскольку плазма стя­гивается в полый кольцевой жгут меньшего диаметра, чем сечение ловушки или диаметр кольца турбины. От­верстие в центре турбины — это круг почти такого же поперечника, как и сечение ловушки, внутри его враща­ется плазма.

Мы, таким образом, уже перешли к техническим проектам устройств управляемого термоядерного синтеза.

Давление, или, точнее, плотность плазмы в стенках тороида, который она образует, очень значительное. Вре­мя удержания тоже велико — из-за эффекта «вмороженности» плазмы в стенки, о чем уже говорилось. Однако критерий Лоусона для такой плазмы, по-видимому, не дает полного ответа. Это происходит потому, что движе­ние частиц плазмы иное, оно упорядоченное или «почти упорядоченное», а раз так, то флюктуации играют скромную роль. Именно поэтому известные из теории флюктуирующей плазмы закономерности и формулы пе­рестают «работать».

Это очень интересно само по себе, но наше внимание сейчас сосредоточено на реальном техническом воплоще­нии этого необычного проекта. Поэтому без долгих экс­курсов в физику нефлюктуирующей, но движущейся плазмы вообразим, что в полое внутри кольцо вращаю­щейся, как указано, плазмы, сбоку, извне падает луч лазера. Он возбуждает частицы плазмы на внешней поверхности тороида, сообщает им энергию. Если лазер мощный, то энергии достаточно для процесса синтеза. Легкие ядра сливаются. Выделяется энергия термояда. Такое лазерное зондирование может оказаться очень удобным, к тому же вращающаяся плазма уже готова к реакциям синтеза — ее плотность велика.

Расчеты показывают, что проект с лазером вполне работоспособен даже при сверхзвуковых скоростях движе­ния плазмы (по винтовой линии). Лазер является удоб­ным инструментом управления процессом термоядерного синтеза в этом варианте ловушки.

Исходя из описанной схемы можно оценить размеры устройства. Внешний диаметр его может быть несколько менее трех метров, и реакции синтеза все же будут идти так, что термоядерная энергия будет поступать во внешний контур. Такое малогабаритное устройство с укрощенным термоядом можно установить на самолет, на автомобиль или корабль, на катер или спутник. Импульсный режим позволит не создавать избытка энергии.

Кроме лазера или двух, нужны еще контрольные приборы, устройства отвода энергии, и в конце концов, если представить себе всю конструкцию, то можно прий­ти к знакомым физикам очертаниям циклотрона. Внеш­нее сходство, однако, обманчиво. Внутри — не безобид­ный пучок заряженных частиц, а грозный термояд, тот самый тигр, которого пытается запрячь уже второе поко­ление исследователей. Ради наглядности я все же попы­тался — с минимальными издержками — свести конст­рукцию к привычной наглядной схеме.

Если плазма «подогревается» лазерами, то, вероятнее всего, лучше всего покажут себя кольцевые формирую­щие устройства типа турбины. В первые моменты про­цесса формирования плазма неизбежно «отравляется» ма­териалом лопаток, но регулировка режима лазеров (в ав­томатическом режиме изменяются частота импульсов и мощность) вводит процесс в рабочую зону. На первый взгляд это примитивно — использовать турбины, напо­минающие простые вентиляторы, в таких ответственных установках. Но именно простота может сделать их неза­менимыми на всех видах транспорта.