Разработку и изготовление экспериментального радиометрического комплекса (РМК-1) для спутника "Метеор" возглавил Главный конструктор С.И. Авдюшин, так что на первом же спутнике "Метеор-1" № 1 (запущен 26 марта 1969 г., высоты 630–713 км, угол наклона орбиты 82 градуса) начал работать радиометрический комплекс РМК-1. Он впитал в себя идеи и опыт наших прежних разработок и по ряду параметров соответствовал или даже превосходил мировой уровень для того времени. Широкий набор детекторов, включавший гейгеровские и сцинтилляционные счетчики разных размеров, с различной экранировкой и с соответствующим выбором порогов дискриминации выходных сигналов, был рассчитан для получения суммарных и раздельных данных о потоках энергичных электронов и протонов, проникающих за определенные значения защиты, начиная от 4 10 г/кв. см, и до нескольких и более г/кв. см; соответствующие пороговые энергии выбирались по протонам – 5, 15, 25 и 40 МэВ (по электронам это – 150 и 500 кэВ, 1,6 и 3,1 МэВ), а также 65 МэВ и в энергетическом окне 30–80 МэВ. Необходимый широкий динамический диапазон регистрируемых плотностей потоков достигался засчет различия геометрических факторов детекторов излучений и применением электронной цифровой квазилогарифмической системы регистрации скоростей счета импульсов. Созданием оригинальной Бортовой автоматической регистрирующей системы (БАРС), включающей электронные схемы с цифровой регистрацией и сжатием информации и запоминающее устройство с емкость на 800 минут, были разработаны и изготовлены коллективом талантливых разработчиков лаборатории В.О. Вяземского в ЛЭТИ – Ленинградском электро-техническом институте им. Ульянова-Ленина.
Цифровая форма бортовой регистрации передачи данных по телеметрии позволила быстро ввести в действие систему оперативной обработки на ЭВМ (тогда это была "Минск-26") принимаемой с ИСЗ информации.
Первые же результаты наблюдений показали удачность как выбора космической платформы, так и разработанной аппаратуры для мониторинга радиационных условий в ОКП. Уже через четыре дня после запуска, 30 марта 1969 года, была зарегистрирована вспышка солнечных космических лучей, а 11 апреля – еще одно вторжение в магнитосферу Земли потоков энергичных протонов от хромосферной вспышки 10 апреля, продолжавшееся более 10 дней, причем интенсивность в максимуме в тысячи раз превышала обычный фоновый уровень.
14 октября 1970 г. были зарегистрированы повышенные потоки гамма-излучения при прохождении спутника над территорией Китая, что интерпретировалось как излучение радиоактивного облака от проведенного приземного ядерного взрыва.
Были также получены новые данные о динамике потоков электронов и протонов радиационных поясов Земли.
Оперативно обрабатываемая космическая радиационная информация ("штормовая" – сразу после приема данного витка и "глобальная" – в форме суточной карты в изолиниях потока на орбите ИСЗ) предоставлялась руководящим органам космической отрасли, в том числе руководству в те времена сравнительно краткосрочными полетами пилотируемых кораблей "Союз", начиная с № 9.
Поэтому, когда Е.К. Федоров повторно в 1973 году обратился в ВПК с предложением о создании при ГУГМС Службы радиационной обстановки в ОКП, это предложение получило поддержку. Было дано Поручение подготовить соответствующее Решение Совета Министров СССР. При согласовании материалов к этому решению от Президента АН СССР М.В. Келдыша, который считал, что Академии следует вести только фундаментальные исследования, поступило предложение передать в ГУГМС из АН действовавшую там Ионосферно-магнитную службу.
Как результат межведомственных согласований, Постановление Совета Министров СССР от 12 ноября 1973 года предусматривало сосредоточение в ГУГМС работ по обеспечению заинтересованных Ведомств и других потребителей оперативной информацией и прогнозами состояния верхней атмосферы и космоса, организации с этой целью Службы контроля и прогноза радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве.
Е.К. Фёдорову была свойственна широта и глубина экспериментальных исследований. Он организует высокогорную экспедицию на Эльбрусе, которая затем выросла в Высокогорный Геофизический Институт, филиал ИПГ в г. Обнинске впоследствии преобразованный в Институт экспериментальной метеорологии.
В 1960 г. Е.К. Фёдоров был избран академиком и утвержден ученым секретарем АН СССР, но ИПГ он не покинул и продолжал руководить Институтом по совместительству без оплаты. В период шестидесятых годов в ИПГ бурно развивались работы по исследованию верхней атмосферы и околоземного космического пространства, а также планет Венера и Марс. Началось создание системы и прогноза радиационной обстановки околоземного космического пространства. За космические исследования, выполненные на третьем ИСЗ, четверо сотрудников ИПГ были удостоены Ленинской премии (В.Г. Истомин, Б.А. Миртов, В.В. Михневич, Т.Н. Назарова.)
Продолжались исследования по использованию ядерных взрывов в мирных целях (в народном хозяйстве). Эти работы возглавлял молодой ученый Ю.А. Израэль.
В конце 1962 г. Е.К. Фёдоров был назначен начальником Главного управления Гидрометеослужбы при Совете Министров СССР. В этот же период ИПГ был переведён из АН СССР сначала в Министерство среднего машиностроения, а затем в ГУГМС, т. к. Е.К. Фёдоров понимал, что только в сочетании с гидрометеорологической службой, найдут практический выход те научные результаты, которые уже имелись в Институте.
В 1968 г. Е.К. Фёдоров передаёт пост директора Института в руки ещё молодого ученого, но уже завоевавшего авторитет в научных кругах, Ю.А. Израэля. В этом же году Институт за успешное внедрение геофизических исследований в прикладные проблемы награждается орденом Трудового красного знамени.
До 1972 г. Институтом руководит Ю.А. Израэль. За этот период был сделан большой вклад в развитие системного подхода к изучению природной среды и заложены основы экологического мониторинга окружающей среды. На первом этапе это был контроль и прогноз загрязнённости окружающей природной среды.
В 1970 году Ю.А. Израэль был избран член-корреспондентом АН СССР, а в 1972 году назначен первым заместителем начальника ГУГМС. Временно руководить Институтом было поручено мне.
В 1974 году Е.К. Фёдоров покинул пост начальника ГУГМС, передав его Ю.А. Израэлю, и вернулся на пост директора ИПГ. В семидесятые годы Фёдоров Е.К. с большим энтузиазмом начал работать над проблемой охраны окружающей среды в СССР и во всём мире. Был поставлен вопрос о необходимости развития изучения экологической обстановки у нас в Стране и Мире в целом. С этой целью была организована самостоятельная Лаборатория мониторинга окружающей среды и климата, директором которой является Ю.А. Израэль.
Обрели целостность и направленность исследования, связанные с изучением атмосферы и околоземного космического пространства. Развиваются геофизические службы, которые затем оформились в Службу "Погоды в космосе".
В конце 1981 г. после операции Е.К. Фёдоров скончался. Ушёл безвременно из жизни в расцвете творческих сил. Институт в память о его создателе носит теперь его имя.
Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Фёдорова продолжает работы по пути, начертанному Е.К. Фёдоровым, и успешно внедряет в практику свои научные достижения.
Глава VI
ВоСПОМИНАниЯ Л.И.БОЛТНЕВОЙ
ИПГ – ИГКЭ…
На Глебовской улице в доме 20-б ИПГ "поселился" летом 1957 г. Институтом руководил Евгений Константинович Федоров – легендарный папанинец, мужественный, мудрый и доброжелательный Человек.
В составе института было много молодых специалистов: физиков, геофизиков, математиков, химиков – выпускников вузов Москвы, Ташкента, Ростова-на-Дону и др. городов.
Атмосфера в институте способствовала интенсивной творческой деятельности – заседания Ученого совета и его секций, отдельские семинары активно посещались сотрудниками, происходили оживленные дискуссии, всегда было много вопросов и выступлений, критических и порой довольно острых, но Е.К. Федоров выдержанным, спокойным тоном направлял течение дискуссии в правильное русло. Это стало традицией после перехода Е.К. Федорова в Гидромет.
В институте, как это было принято в стране в те времена, была активная общественная и спортивная жизнь: партийные, профсоюзные собрания проходили в остром полемическом стиле, были созданы условия для занятия спортом: в здании ИПГ процветали шахматы, модный в те времена пинг-понг, арендовались залы для волейбола и плавательные бассейны. Молодежь, естественно, принимала участие во всех аспектах жизни института. Активно действовала и комсомольская организация, возглавляемая Ю.А. Израэлем – инициатором и постоянным участником спортивных игр и соревнований, часто проводимых в Обнинске сотрудниками филиала ИПГ.
Жилищные проблемы для сотрудников ИПГ решались путем предоставления жилплощади в домах на Звенигородском полигоне (дер. Шихово), а впоследствии и в Обнинске. Регулярная связь сотрудников с самим институтом осуществлялась путем организации поездок в Москву на специальных автобусах. В дальнейшем, было возможно, участие в строительстве кооперативных домов, а потом и строительство институтских домов и в Москве.
В институте отмечались все государственные праздники по устоявшейся программе: торжественная и художественная, часто силами самодеятельности. После празднования дня Восьмого марта был сфотографирован женский коллектив института. С улыбкой вспоминается участие в демонстрациях по торжественным дням, о встречах на вокзалах приезжающих в Москву зарубежных политических и государственных деятелей; работу на овощных базах и подмосковных совхозах. Все-таки в известной мере, эти мероприятия способствовали более тесному общению и сплочению сотрудников.
Экспериментальные исследования в институте имели большое значение. ИПГ был создан на базе Геофизической комплексной экспедиции (ГКЭ), действующей в составе Института физики Земли АН СССР. Эта экспедиция продолжила свою работу и в составе ИПГ. Она действовала в отделе, руководимом Р.М. Коганом, впоследствии в отделе И.М. Назарова.
В связи с развитием атомной энергетики и промышленности в стране вообще активизировались поисково-разведочные работы с целью обнаружения месторождений радиоактивных руд. Основной задачей ГКЭ была самолетная гамма-съемка более перспективных, с точки зрения возможностей обнаружения месторождений, радиоактивных руд территории Средней Азии и Казахстана.
Начальником экспедиции был И.В. Ягодовский – опытный геолог немного романтического стиля, после его ухода из ИПГ начальником экспедиции стал В.П. Чирков – фронтовик, офицер, активный, неравнодушный человек. Характерным для обоих было то, что кроме выполнения непосредственно своей организационной работы они принимали непосредственное участие в проведении самолетных измерений и наземных полевых исследований. Хозяйственным обеспечением ведал П.Л. Миронов. Научным руководителем был И.М. Назаров – геофизик, выпускник МГРИ, где им уже была подготовлена кандидатская диссертация.
На первом этапе экспедиционных работ проводилась гамма-съемка, которая состояла в регистрации суммарного гамма-излучения естественных радиоизотопов в диапазоне энергии 0,3–3,0 МЭВ на стандартной аппаратуре с датчиком на гейгеровских счетчиках. С развитием научно-технического прогресса стало необходимым изучение спектра гамма излучения с учетом характерной для различных радиоизотопов энергии гамма излучений. Для этих целей был разработан инженерами – физиками А.В. Дмитриевым, В.А. Ионовым самолетный вариант гамма спектрометра на основе лабораторного, довольно объемного, стоканального амплитудного анализатора импульсов (АИ –100 –1) с датчиком на натриево-йодистом кристалле. Специально была разработана система достаточного крепежа аппаратуры для нормального функционирования ее в условиях полета, особенно при посадке и взлете самолета, повышенной турбулентности атмосферы; укреплены внутренние элементы электронных схем; разработана защита анализатора и датчика от влияния электромагнитного и радиоактивного излучений. Спектрометр устанавливался вначале на самолете АН-2, затем на ИЛ-14. Также была разработана методология самолетных измерений, обеспечивающая качественные и количественные результаты: методы эталонирования и контроля стабильности работы спектрометра, расчеты концентрации измеряемых радиоизотопов, выбор высоты полета самолета, время набора спектра, привязка маршрутов и др. Подготовка эталонировочных площадок достаточного размера с различными соотношениями концентраций радиоизотопов и геологическая интерпретация результатов самолетных измерений были выполнены инженерами-геологами В.Н. Василенко и З.В. Кузнецовой и их сотрудниками. Радиохимический анализ проб почв выполняла группа химиков под руководством Е.И. Юшкан. Обработка и интерпретация полученных экспериментальных данных проводилась в камеральном отряде под руководством Л.И. Болтневой. Графическое оформление и построение большого количества карт выполнялись мастерами чертежного дела С.Д. Абрамовской, А.Ф. Поповой и А.В. Фрыгиной.
К работе в ГКЭ привлекались сотрудники других отделов института и студенты. Первые полученные спектрограммы гамма-излучения земной поверхности, опубликованные в 1961 г. в журнале "Атомная энергия", содержали энергетические пики гамма излучения естественных и искусственных радиоизотопов и показали целесообразность и перспективность реализации самолетного метода для решения задач регионального масштаба. На основе результатов, выполненных самолетных гамма спектральных измерений совместно с другими сотрудниками ИПГ была подана заявка на изобретение с приоритетом от 23 августа 1963 г. "Способа определения с самолета, (вертолета) или автомашины плотности и радиоизотопного состава осколочных продуктов, загрязняющих местность", зарегистрированной в Государственном реестре изобретений СССР 11 января 1965 г. (опубликовано: 27.12.2009. Бюллетень №№ 6). Среди авторов изобретения были сотрудники ГКЭ: Л.И. Болтнева, А.В. Дмитриев, В.А. Ионов, И.М. Назаров.
В 1968–1973 гг. была проведена гамма спектральная съемка территории СССР. В ее выполнении принимали участие В.В. Фрыгин, Б.П. Абрамовский и С.И. Патракеев. В процессе самолетных измерений глобального осколочного загрязнения было повсеместно обнаружено загрязнение территории коротко живущими изотопами циркония и ниобия и долгоживущим радиоизотопом цезием-137. Была построена карта распределения запаса цезия-137 на территории СССР и мощность дозы гамма-излучения, которые были востребованы как фоновые уровни для оценки последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Впервые, также, по результатам гамма-спектральной съемки были составлены поэлементные карты распределения урана, тория и калия практически (около 85 %) для всей территории страны, исключение составили высокогорные области. Изучены региональные особенности в распределении естественных радиоизотопов, получены фоновые (природные) уровни, оценена вариабильность содержаний в почвах и горных породах различного происхождения, построены карты мощности суммарной дозы гамма излучения естественных радиоэлементов. Проведены исследования закономерностей в пространственном распределении радона-222 и продуктов его распада в нижней тропосфере, которые являются основным источником радиоактивности нижней тропосферы и в заметной степени определяют ее ионизацию и электрическую проводимость.
Полученные разнонаправленные результаты применения самолетной гамма спектрометрии природных образований докладывались на всесоюзных конференциях и совещаниях по применению этого метода и многократно публиковались в таких журналах как "Атомная энергия", в Известиях и Докладах АН СССР, "Советская геология" и др. Достигнутые результаты метода дистанционной гамма-спектрометрии в стране послужили основанием для выдвижения, а затем и присуждения Государственной премии СССР 1 ноября 1979 г. авторскому коллективу ИПГ совместно со специалистами институтов Мингео СССР "За теоретическую и экспериментальную разработку и внедрение в народное хозяйство гамма-спетрометрического метода дистанционного изучения природных сред, поисков и обнаружений месторождений цветных редких и благородных металлов". Среди лауреатов Госпремий были сотрудники ГКЭ – Л.И. Болтнева, А.В. Дмитриев, В.А. Ионов, И.М. Назаров.
Выдвижение работы на соискание Госпремий активно поддержал Е.К. Федоров, который в своей статье, опубликованной в "Правде" подчеркнул принципиальные возможности метода дистанционной гамма-спектрометрии для решения спектра геофизических, геологических и медико-биологических задач.
После завершения цикла самолетной гамма спектрометрии в ГКЭ выполнялись самолетные исследования загрязнения атмосферного воздуха соединениями серы и азота, металлами и экологическими последствиями их влияния на состояние лесов в наиболее загрязненных регионах страны. Отбором проб растительности руководил Р.Т. Карабань, проб почв И.А. Руднева. В итоге экспедиционных исследований была создана самолет-лаборатория на базе самолета ИЛ-14. Интересные исследования с использованием самолет-лаборатории выброса в атмосферу газообразных и аэрозольных продуктов извержения вулкана Толбачек (Камчатка). Активное участие в самолетных работах этого направления принимали Б.П. Абрамовский и С.И. Патракеев.
Несколько слов о жизни в экспедиции. Экспедиционный быт определялся спецификой выполнения полетов и проведения наземных полевых работ: был установлен ненормированный рабочий день; организовано трех разовое питание сотрудников, стоимостью от 1 до 1,5 руб. в день в зависимости от стоимости продуктов в местах базирования экспедиции. В предоставляемые выходные дни устраивался, как правило, коллективный отдых – поездки на близлежащие водоемы для купания, рыбалки, посещение интересных в историческом и географическом аспекте мест. На базе создавались условия для занятий спортом: шахматы, пинг-понг, волейбол, бадминтон, иногда выпускались полевые стенгазеты, был случай регистрации брака в одном из загсов Казахстана С.Д. Чебурашкиной и Б.П. Абрамовского.
Многих сотрудников, постоянных участников ГКЭ: А.В. Дмитриева, В.А. Ионова, П.Л. Миронова, И.М. Назарова, И.В. Ягодовского и др. к большому сожалению уже нет среди нас, но пока мы живы – жива и светлая память о них.
В связи с началом перестройки и последующих революционных событий самолетные исследования были прекращены из-за прекращения их финансирования.
Глава VII
Воспоминания Н.К.Гасилиной
Массовые испытания ядерного оружия в 50-е годы прошлого столетия вызвали необходимость контроля за радиоактивным загрязнением природной среды.
По инициативе Е.К. Федорова в 1956 году на 190 авиаметеостанциях были организованы регулярные наблюдения за радиоактивными выпадениями. Для этого применялись специальные марлевые планшеты, марля с которых, после суточной экспозиции самолетами направлялась в Москву для передачи в Институт атомной энергии для анализа на суммарную бета-активность.
Для развития этих работ в штат Главного управления гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР (ГУГМС) и его республиканских и территориальных управлений (УГМС) в 1957–1958 годах была введена должность радиометриста.
Меня приняли в Центральный аппарат ГУГМС, однако для развития указанных работ была необходима помощь ученых.