2011 год в нашей стране объявлен Годом космонавтики. Триумфом советской космической науки стал полет Юрия Гагарина, проложившего дорогу всем последующим звездоплавателям и астронавтам. Полет первых космонавтов автоматически завершался получением ими звания Героя Советского Союза. Гораздо меньших почестей удостаивались те, кто на земле обеспечивал предполетную космическую подготовку. Среди этих, почти безвестных в нашей стране героев, — сотрудники александровского Научно-исследовательского института синтеза минерального сырья (ВНИИСИМС).

Многие александровцы знают, что ныне бездыханный Всесоюзный научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья на своих площадях изготавливал какую-то продукцию, которая использовалась при строительстве космических аппаратов. Но что это была за продукция, помимо бывших сотрудников института, знают не многие.

Одним из таких материалов, которые изготавливались во ВНИИСИМСе (до 1963 года — ВНИИП) и имели отношение к космосу, был пьезокварц и особенно оптический радиационностойкий кварц. Он шел для изготовления деталей оптических приборов, линз, призм. Оптических приборов используется в космосе море: видеокамеры и фотоаппараты, различные спектрометры и фотометры. Объективы для них и призмы, управляющие оптическим лучом, должны быть изготовлены из радиационностойких материалов, которые должны выдержать солнечную радиацию, «бомбящую» летающие годами космические аппараты. Оптические свойства для такой аппаратуры тоже важны, ведь если хоть чуть-чуть замутнеет линза, можно считать, что техника выведена из строя. Такого чистого оптического кварца в природе нашей страны очень мало. Его основные месторождения находились на Урале, а также в Бразилии и к середине прошлого века были практически выработаны. Поэтому Министерством среднего машиностроения СССР при организации александровского НИИ была поставлена главная задача — разработать технологию и создать опытное производство монокристаллов пьезооптического кварца в том числе и радиационностойкого (Минсредмаш, несмотря на свое «средненькое» название, курировало производство военной и космической техники).

Основной подход к решению этой проблемы заключался в моделировании природных гидротермальных процессов образования и роста кварца, условия которых сравнительно подробно уже изучены геологами и геохимиками. Для этого было необходимо разработать и изготовить автоклавное оборудование, в котором обеспечивались бы температуры в сотни градусов при давлении сотни атмосфер в полезном объеме порядка 0,5-12 куб.м в течение длительного (от 50 до 500 суток) времени. Для эксплуатации автоклавов нужны также специальные системы контроля и управления технологическими параметрами процесса роста кристаллов кварца. Важное значение для успеха дела имела реализованная возможность комплексного изучения свойств кристаллов и установления их связи с условиями их роста. К началу 60-х годов коллектив ученых, конструкторов, инженеров и рабочих успешно справился с поставленной задачей, а непосредственные разработчики весной 1965 года получили Ленинскую премию в области науки и техники. Награду получали в Свердловском круглом зале Кремля из рук академика М.В. Келдыша, который в то время руководил космической программой страны.

Гидротермальное направление включало в себя также исследования процессов роста других ценных для оптики и электроники кристаллов, таких, как кальцит, цинкит и др. Эти разработки также доведены до опытно-промышленной стадии применения.

Другим важным направлением научно-технических разработок, развиваемых во ВНИИСИМСе, являлись исследования в области сверхвысоких давлений (30-100 тыс. атм.) и температур (1000-2000С). Самым интересным объектом для выращивания в подобных условиях является алмаз — сверхтвердый (т.е. абразивный) материал с такими уникальными свойствами, как теплопроводность, лучевая прочность, устойчивость к агрессивным средам и радиации, а также способный быть как диэлектриком, так и полупроводником.

Теоретически впервые обосновал возможность превращения графита в алмаз (оба одно и то же вещество — углерод) советский ученый О.И. Лейпунский еще в 1936 г. Но только в 1953 г. в Швеции и чуть позже в США был реализован процесс синтеза алмаза из графита в присутствии металлов растворителей при давлении около 50 тыс. атм. и температуре 1300-1500С. Вскоре этот процесс независимо воспроизвели и в Институте высоких давлений Академии наук СССР. Основная проблема заключалась в создании аппарата, который бы с помощью, например, гидравлического пресса генерировал и сохранял необходимые давления и температуры в реакционном объеме, где размещаются исходный углерод и металл-растворитель.

Во ВНИИСИМСе уже к концу 60-х годов был разработан ряд технологических процессов синтеза алмаза и на Опытно-экспериментальном заводе создан цех по производству одной из лучших в стране марок абразивных алмазных порошков зернистостью от 40 до 630 мкм. Инструмент, армированный таким алмазным порошком, использовался для обработки композиционных и особенно керамических материалов, применяемых в космической технике. В последние годы также проводились работы по выращиванию и изучению свойств и приборных эффектов монокристаллов и эпитаксиальных пленок алмаза. Это направление имело замечательные перспективы применения в области высокотемпературной и радиационностойкой электроники. К сожалению, развитие этих перспектив происходит в других местах и преимущественно в других странах.

Следует также отметить, что одно из подразделений института, где был разработан оригинальный способ выращивания кристаллов из расплава, успешно сотрудничало с Международным научно-техническим центром полезных нагрузок космических объектов (МНТЦ ПНКО) и Европейским космическим агентством в подготовке технологических экспериментов по космическому материаловедению.

После прекращения госфинансирования и истощения собственных резервов закончилась кипучая история института, а в Александрове исчезло понятие «высокая наука». Хотя на территории ВНИИСИМСа еще функционирует малая часть Опытного завода — выращивается цинкит (бывший первый цех), изготовляются в малом объеме линии задержки из пьезокварца (бывший второй цех), но говорить о возможности возрождения уникального комплекса НИИ и Опытного завода, увы, не приходится. Институтская гвардия поседела, а новую в университетах не готовят.

Пройдет время, и про существование на территории Александрова флагмана советской науки забудут. Не расскажут заезжим туристам о его славных космических разработках в институтском Музее рукотворного камня, поскольку судьба музея под вопросам. Не смогут этого сделать и в александровском Музее трудовой славы, поскольку музейные площади не позволяют сделать это достойно. Не спасет ситуацию новая выставка музея-заповедника «Александровская Слобода», посвященная славным александровским «брендам» (а одним из них и являлся ВНИИСИМС), поскольку выставка временная. Не расскажет младому поколению об институте Интернет, поскольку во всезнающей Википедии даже нет странички, посвященной этому уникальному институту. Останется без внимания дотошный труд «ВНИИСИМС на рубеже веков» институтского работника Надежды Волковой, поскольку, ох, не любят читать наши современники. Так что же, институт — прах, а память о нем — тлен?

Эдуард Егоров,
фото из архива В. А. Лаптева.