Akadēmiķis, habilitētais ķīmijas zinātņu doktors, ilggadīgs Latvijas Zinātņu akadēmijas Neorganiskās ķīmijas institūta direktors, otrais LZA prezidents pēc Latvijas neatkarības atjaunošanas TĀLIS MILLERS savos 85 gados joprojām ir rosīgs LZA Senāta loceklis ar stingru nostāju un staltu volejbolista augumu. Viņš 1960. gadu Latvijas zinātnē ir iedibinājis jaunu virzienu – plazmas ķīmiju, šodien tik aktuālās nanotehnoloģijas. Tolaik modernās tehnoloģijas Padomju savienībā parasti bija saistītas ar militāro vai kosmosa jomu, par ko ilgus gadus nebija ļauts runāt. Institūtiem nāca nauda, bet zinātniekiem par saviem pētījumiem un to rezultātiem publikāciju nebija. Ar to bija jāmaksā.

Par to, kā Neorganiskās ķīmijas institūta zinātnieki sadarbojās ar kosmosa un militāro rūpniecību, stāsta akadēmiķis Tālis Millers.

Tā tas sākās

1965. gadā Zinātņu akadēmijas Neorganiskās ķīmijas institūta direktors Bruno Puriņš bija izdomājis, ka jāsāk nodarboties ar plazmas ķīmiju. Bija konsultējies Maskavā un pat izdomāts jauns institūta nosaukums – ZA Plazmas ķīmijas institūts. Zinātņu akadēmijas prezidijs to noraidīja, jo izstrādņu nekādu nav, aparatūras nav, pat atbilstošu telpu nav. Taču Puriņš bija neatlaidīgs cilvēks un nolēma ar institūta zinātniskās padomes atbalstu tādus pētījumus uzsākt. Bet – kas ar to nodarbosies. Es pirms dažiem gadiem biju aizstāvējis kandidāta disertāciju, man grupā bija inženieris un laborante. Nodarbojāmies ar nelielu tēmu – silīcijorganisko savienojumu īpašību pētījumiem un praktiskās pielietošanas iespēju noskaidrošanu. Puriņš nekad man nav teicis, kāpēc izvēlējās mani par plazmas ķīmijas aizsācēju institūtā. Turklāt dodot pilnīgi brīvu vaļu izvēlēties virzienu, tikai lai tajā parādītos vārdi plazmas ķīmija. Nu ko, man jaunas lietas ir allaž patikušas. Tika nodrošināti komandējumi, piedalīšanās konferencēs, lai uzzinātu, kas šajā jomā notiek . Sākām aktīvi pētīt literatūru un domāt par iekārtu. Noskaidrojām, ka nevienā no institūtam pieejamām ēkām – ne Kaķu mājā, ne laboratorijā, kas atradās bijušajā universitātes aptiekā līdzās toreizējam kinoteātrim Rīga (Splendid Palace) Kirova (Elizabetes) ielā, nav tādu elektrisko jaudu – vairāku desmitu kilovatu –, lai varētu darbināt kaut nelielu plazmotronu. Sākām meklēt citur. Netālu no Zasulauka stacijas atradām Rīgas eksperimentālo tehnoloģisko rīku rūpnīcu (krievu valodā saīsināti ROZTO). Viņiem bija plazmas iekārta, kas galvenokārt tika izmantota detaļu pārklājumiem. Nu vieta bija, vajadzēja dabūt iekārtu. Aizbraucu uz Maskavu, uz organizāciju, kas nodarbojās ar naftas pārstrādi plazmā, nozīmēju plazmotronu un mājās iedevu meistariem savās institūta darbnīcās. Viņi to plazmotronu uztaisīja un tas, kā par brīnumu, darbojās! Es vienmēr esmu teicis, ka dzīvē līdzās zināšanām un visam pārējam ļoti liela nozīme ir veiksmei.

Taču kārtīgiem pētījumiem tomēr vajadzēja meklēt oficiālu aparatūru, un ar Maskavas vadošā institūta piepalīdzību dabūjām elektriskā loka plazmas iekārtu. Tā jau bija nopietna lieta, paredzēta pārklājumu uznešanai. Nolikām tajā pašā ROZTO. Vienā stūrī – viņu iekārta, otrā – mūsu. Lai būtu zinātniskāk, iegādājāmies arī spektrogrāfu, lai mērītu plazmas temperatūru un citus parametrus.

Ko darīt ar plazmu?

Iekārta mums tagad bija, bet ko ar to plazmu darīt? Izbraukājām Kijevu, Maskavu, Ļeņingradu, Novosibirsku, Tomsku, kur vien, kā zinājām, kaut kas notiek. Noskaidrojām, ka pamatā nodarbojas ar divām problēmām. Pirmā ir saistīta ar slāpekli – kā izmantot gaisa slāpekli slāpekļskābes iegūšanai, kas nepieciešama minerālmēslu ražošanai un arī bruņojuma vajadzībām. Tātad, kā plazmā sintezēt slāpekļa oksīdus. Otra problēma bija ogļūdeņražu, galvenokārt naftas produktu, arī dabasgāzes, sadalīšana sastāvdaļās, lai iegūtu acetilēnu, etilēnu u.c. Taču tie abi, protams, bija daudztonnāžas procesi, 10 000 tonnām domāti. Nospriedām, ka jāatrod cita niša. Bija sākušies kosmiskie lidojumi un aktuāls kļuva jautājums par grūti kūstošu savienojumu sintēzi, dažādiem oksīdiem, karbīdiem, nitrīdiem, borīdiem, kuri iztur 3–4 tūkstošus grādu augstu temperatūru. Parasti tos iegūst sarežģītu procesu rezultātā un mazaktīvā formā. Process ilgs. Strādājot ar ļoti cietu materiālu, ātri dilst dzirnavas utt. Daudz klapatu. Sapratām, ka lieta ir aktuāla un var mēģināt izmantot plazmu, lai procesu paātrinātu. Arī apjomi būtu nelieli, pietiktu ar 10–15 tonnām.

Nu mums bija skaidrs, ka nodarbosimies ar grūti kūstošu savienojumu sintēzi plazmā – tā mūsu tēma saucās. Sākām veikt eksperimentus, un atkal palīdzēja veiksme, ka izvēlējāmies magnija–alumīnija oksīdu maisījumu, ko vienlaicīgi arī uzklājām virsmai, iegūstot špinela tipa savienojumu. Iznāca tīri labi. Rezultātus nopublicējām labā starptautiskā žurnālā. Bija pienācis laiks iziet atklātībā, un es aizbraucu nolasīt referātu uz Ļeņingradu, kur PSRS Silikātu ķīmijas institūts katru gadu organizēja konferences par grūti kūstošiem savienojumiem.

Anatolijs no Podļipkiem

Viesnīcā man ierādīja divvietīgu numuru, kur jau bija priekšā jauns, simpātisks cilvēks. Sasveicinājāmies, es stādījos priekšā – tā un tā, no Rīgas, no Neorganiskās ķīmijas institūta. Viņš teica, ka viņu sauc Anatolijs, bet uzvārdu un organizāciju, no kurienes viņš ir, nevarot teikt. Ka ne, ne. Konferencē nolasīju savu referātu, vakarā aizgāju uz viesnīcu, un Anatolijs saka – mūsu organizācijai jūsu pētījumi varētu interesēt. Es iedevu savu adresi, viņš savu – ne.

Pēc pāris nedēļām institūts saņem vēstuli no tā saucamās Koroļova organizācijas ZRA “Enerģija”, kas izgatavo mākslīgos zemes pavadoņus. Turpat blakus taisa arī nesējraķetes. Uzaicina institūta direktoru un mani ierasties Piemaskavā, dzelzceļa stacija Podļipki, no stacijas jādodas kādu puskilometru tādā un tādā virzienā. Ja aicina, jābrauc. Ejam abi ar Puriņu no tās Podļipku dzelzceļa stacijas, bet kaut kas nav skaidrs. Jāpajautā kādam vietējam. Vislabāk – jaunam cilvēkam. Vai nevar pateikt, kur atrodas tāda un tāda pasta kastīte? Nē, nekas neiznāk. Prasām nākošajam, tas noskatās aizdomīgi, lai gan prasītājs ir Puriņš, kuram laba krievu valoda. Atkal nekā. Saprotam, ka nebūs lāga, saņems vēl ciet. Ejam atpakaļ uz staciju un sākam no jauna. Vairs neprasīsim jauniem cilvēkiem, prasīsim sētniecei, kura netālu slauka ielu. Puriņš atkal prasa – vai nezināt tādu un tādu pasta kastīti? Kuru jums vajag? To, kurā taisa sputņikus vai to, kur raķetes? Pilnīga anekdote! Sakām, ka to, kur sputņikus. Ā, tad ejiet tur. Pavisam necila ieeja, ne tāda, kā bijām gaidījuši. Iekšpusē gan ēkas lielas. Koroļovs jau bija miris, kompleksu vadīja Severovs. Pieņēma mūs, piedāvāja noslēgt saimniecisku līgumu. Tā sākām sadarboties ar grupu, kas izstrādāja termoregulācijas sistēmas pavadoņiem.

Kosmosā vēdlodziņu atvērt nevar

Jebkurā sputņikā ir nepieciešams nodrošināt noteiktu temperatūras režīmu. Ja tur atrodas apkalpe vai dzīvnieks, tad noteikumi prasa 18 līdz 22 grādus. Ja tikai aparatūra, pieļautais diapazons var būt nedaudz lielāks, bet ne pārāk. Tur, augšā, ir ļoti spēcīgs saules starojums, un kosmiskā kuģa virsma uzkarst līdz pat vairākiem simtiem grādu. Toties ēnas pusē temperatūra var sasniegt mīnus 150 – 170 grādu. Milzīgas svārstības. Turklāt vēl saules vējš, ultravioletais starojums u.c., kas maina vielas īpašības. Savukārt kosmiskā aparāta iekšienē vienmēr ir kāds enerģijas avots, līdz pat atomreaktoram, kas izdala siltumu, bet kosmosā nevar atvērt vēdlodziņu.

Tātad uzdevums ir samazināt enerģijas daudzumu, ko saņem no saules. To var panākt, piešķirot virsmai atstarojošas īpašības, ko panāk ar pārklājumu. Otrs uzdevums – aparāta iekšējā enerģija kaut kādā veidā ir jāizvada kosmosā, jāizdala izstarošanas ceļā, tādēļ vajadzīgi izstarojoši pārklājumi. Pirmos sauc par baltajiem pārklājumiem, otrus – par melnajiem. Ar šiem jautājumiem strādāja apmēram 20 organizāciju. Noslēdzām labus līgumus, naudu deva, cik vajag ar vienu noteikumu – lai iztērējam prasīto. Piedalīšanās šādos darbos deva papildus iespējas pasūtīt iekārtas, materiālus. Mēs tikām apzināti noskaņoti aprīkot laboratoriju un institūtu ar atbilstošu aparatūru, lai paaugstinātu darbu līmeni, zinot, ka tas viss viņiem atgriezīsies atpakaļ, un tā bija ļoti pareiza pieeja. Sākām darboties šajā virzienā sākot ar 1966.gadu un turpinājām līdz 1990. gadiem, kad pēc 4. Maija viņiem aizliedza sadarboties ar Latviju.

Lielā mērā pateicoties šai sadarbībai, institūts tika pie jaunas ēkas Salaspilī, tā kā zaudētājos nepalika neviens. Mēs ieguvām diezgan labus rezultātus gan ar baltajiem pārklājumiem, bet it sevišķi ar melnajiem – izdevās iegūt pārklājumus tuvu absolūti melnajam. Interesanti, ka sarunā ar kādu Amerikas latvieti, kas strādāja pie līdzīgas tēmas, konstatēju, ka mūsu pārklājumi ir labāki.

Mēs izstrādājām tehnoloģiju un paraugus, bet ar reāliem izstrādājumiem nesaskārāmies. Viņi paši Podļipkos uzbūvēja tādu kā naftas cisternu ar manipulatoriem un attiecīgu klimatu, kur veica pārklāšanu pēc mūsu tehnoloģijas, bet pašus izstrādājumus mēs neredzējām.

Vieglais Buran

Amerikāņiem bija daudzkārt izmantojamie kosmosa kuģi, krieviem arī tādu vajadzēja, un tapa Buran. Nu mums parādījās citi uzdevumi – aizvietot metālus ar keramiku. Keramiskie materiāli ir vismaz divreiz vieglāki par metālu. Mūsu sintezētos pulverus izmantoja keramisko lodīšu gultņu izgatavošanai, un mēs saņēmām oficiālu apstiprinājumu, ka detaļas no mūsu pulvera ir devušas 700 000 rubļu lielu ekonomisko efektu. Tas bija lielākais ekonomiskais efekts institūtā! Kas tās bija par detaļām, nevaru pateikt. Uztaisīja arī otru Buran, tur ekonomiskais efekts būtu bijis tikpat liels, bet, cik zinu, to nepalaida.

Vēl, runājot par Buran, vienu brīdi saņēmām uzdevumu strādāt pie korpusu sedzošām plāksnītēm, kas aizsargāja pret augstu temperatūru. Bija baltās plāksnītes un melnās plāksnītes. Atgriežoties no kosmosa, kuģis atmosfērā nāk plakaniski, līdz ar to apakšpusē ir melnās plāksnītes, bet tur, kur jāizsargājas no saules starojuma, bija paredzētas baltās plāksnītes. Sākām jau mēģināt ar kvarca šķiedru, kad pienāca ziņa, ka jautājums atrisināts. Baumu līmenī runāja, ka nospēruši amerikāņiem. Apgalvot neņemos, bet – kāpēc ne? Ja jau savā laikā varēja nospert atombumbu...

Kosmonauts neiznāca

Ar Podļipkiem sadarbojās arī vairāki citi mūsu Zinātņu akadēmijas institūti. Personīgi tur esmu ticies ar Arnoldu Alksni no Koksnes ķīmijas institūta, kurš strādāja pie Ripora, termoizolācijas materiāla nesējraķešu degvielas tvertnēm. Mūs abus uzaicināja piedalīties kosmonautu sagatavošanas programmā. Mana kandidatūra uzreiz tika nobrāķēta garā auguma dēļ – pirmo kosmonautu standarts bija 163–165 cm. Redzēju tos mazos vīriņus tur grozāmies, jo katram kosmonautam tika izgatavots individuāls sēdeklis. Atgriežoties uz zemes, pārslodzes ir milzīgas, tādēļ ir svarīgas katra personiskās auguma īpatnības. Kā redzams, Alksnis arī bija atteicies.

Ar to pašu organizāciju iznāca sadarboties arī raķešu jomā, bet tie darbi pārklājās ar citiem. Katrā raķetē ir žiroskops, kas to orientē, lai raķete precīzi nonāktu mērķī. Mums iedeva izejmateriāla sastāvu, kas bija jāiegūst ultradispersā veidā. Izrādījās, ka žiroskopi, kuros tika izmantotas no mūsu pulvera izgatavotās detaļas, esot darbojušies ļoti efektīvi, ar lielu precizitāti. Tā mums apgalvoja. Bet tas jau vairs nebija saistīts at Koroļova institūtu.

Bruņuvestes un tanku bruņas Afganistānai

Kad Padomju savienība iesaistījās Afganistānas konfliktā, izrādījās, ka esošās bruņuvestes nav piemērotas karstajam klimatam, jo ir ārkārtīgi smagas – ap 14 kilogramu. Vajadzīgas vieglākas. Vecajās izmantoja titāna kausējumu, mēs izstrādājām variantu uz bora karbīda bāzes. Tas ir vieglākais no grūti kūstošajiem vieglajiem materiāliem. Pievienojot mūsu ultradispersos pulverus, varēja izgatavot 1 cm biezas plāksnītes, kas bija trīs reizes vieglākas par iepriekšējām. Veste svēra mazāk par četriem kilogramiem. Viss bija ārkārtīgi labi, tikai ... ārkārtīgi dārgi, jo bora karbīds ir dārgs materiāls, turklāt Padomju savienībā tas bija deficīts. Vai nevar vēl kaut ko? Ņēmām silīcija karbīdu, kas ir nedaudz smagāks, bet arī viegls. Veste iznāca 4,5 kilogramu smaga, toties nesalīdzināmi lētāka. Tas aizgāja. Jau Latvijas neatkarības laikā es aizsardzības ministram Kristovskim, ar kuru esmu labi pazīstams, teicu – mums institūtā ir izstrādāta tāda laba lieta, Kijeva ņemtos ražot mūsu armijai vieglas un lētas bruņuvestes. Nē, nevar. Mums jāievēro NATO standarts un ražotājs.

Atgriežoties pie Afganistānas, runa ir par tanku bruņām – kā tās izgatavot stiprākas un vienlaikus vieglākas. Bruņu plāksnes varētu veidot kā sendviču – pamīšus metālu un keramiku. Turklāt izrādījās, ka jau tanka torņa liešanas laikā var veidnē ievietot tādas kā ultradispersa materiāla bumbas un tad liet metālu. Veidojām bumbas no alumīnija – titāna nitrīda, turklāt titāns palika kā ir, tikai ultradispersā formā, bet alumīnija nitrīds uz tā virsmas veidoja tādas kā adatas, kas palielināja stiprību. Tā uzreiz tika iegūts armēts materiāls. Uztaisījām diezgan daudz tādu bumbu, bet tad izrādījās, ka nesnauž arī nolāpītie kapitālisti. Tankam bruņas caursist nevar. Pat, ja trāpa pa kāpurķēdēm, tas stāv uz vietas un šauj kā traks. Taču tankam ir viena plāna vieta – torņa lūka, ko jāvar attaisīt ar cilvēka spēku. Tad nu tika izgatavotas tādas raķetes, kuras ar lāzera mērķēšanas iekārtu novirza tieši uz tanka lūku. Raķete tiek tankā iekšā un blīkš! – tanks uzsprāgst. Nostrādājāmies par velti, bet bija interesanti.

Akadēmiķi Tāli Milleru uzklausīja Zaiga Kipere

Raksts pilnā apjomā tiks publicēts
žurnālā “Enerģija un Pasaule” 2014.gada 1.numurā.