Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 1997/3. 88.o.

MARSLAKÓK ÚJ KÖRNYEZETBEN

Barton C. Hacker
Lawrence Livermore Sugárfizikai Laboratórium

AZ AMERIKAI KATONAI KUTATÁS ÉS FEJLESZTÉS SZERVEZETI ÁTALAKÍTÁSA

Új típusú katonai K+F kialakulása

A II. Világháborúban a tudomány a háborút szolgálta; az intézmények azt tűzték célul maguk elé, hogy technikai újításokkal segítsék a sikeres befejezést. Adódtak ugyan kisebb zavarok, de sikerült megoldani, hogy az elgondolások gyakorlatban használható berendezések formájában jelenjenek meg. A II. Világháború folyamán a Nemzetvédelmi Kutatási Bizottság (National Defense and Research Committee, NDRC), és a Tudományos Kutatási és Fejlesztési Hivatal (Office of Scientific Research and Development, OSRD) gondoskodott az alkalmazott hadiipari kutatás intézményes feltételeiről; az egyetemek a háborús célok által megkívánt technikai beállítottságú kutatás elsőrendű résztvevői voltak.

Az új katonai-tudományos együttműködés mindkét oldala lényeges volt. A katonai szervezetek kénytelenek voltak felismerni, hogy milyen fontos a kutatás, és készek voltak azt támogatni. Ez ma már közhely, de akkor még nem volt az. Számos balsiker után érthető volt a tudományos alapú fegyverfejlesztés ellen táplált katonai ellenszenv. A laboratóriumokból kikerülő számos új berendezés megtapasztalt hasznossága segített leküzdeni a kételyeket. A partneri viszony másik oldalán alapvető feladat volt kutatók beszervezése erre a munkára. Könnyű volt olyan tudósokat és műszaki embereket találni, akik szívesen, sőt lelkesedéssel dolgoztak a hadi kutatás területén. Amerika hadbalépése kitermelte őket: 1939 után csupán az az óhaj vezérelte őket, hogy részt vállaljanak a náci Németország elleni háborúban. Ezek között is kitűntek a marslakók. Ami közvetlenül a II. Világháborúba való belépés előtt különleges, az a szervezettség, amellyel a segítő óhajt olyan irányba terelték, hogy ez fegyverek fejlesztésében megtestesüljön. 1940-ben és 1941-ben az Egyesült Államokban megtanulták, hogyan kell a tudományos kutatást a háborús erőfeszítések érdekében mozgósítani.

A siker kulcsa az irányított csapatmunka volt. A tudományos kutatás és technikai fejlesztés, az alkalmazott fizika és a technikai észszerűsítés érdekében végzett tudományos mérnöki munka között még a legjobb körülmények között sem könnyű meghúzni a határvonalat, de ez a háborús követelmények nyomására teljesen elmosódott. A csapatmunka a tudományos kutatásban már a 19. század végén fontossá vált, a II. Világháborúban viszont döntő jelentőségűvé lett. Ilyen szoros kapcsolat azóta sincs az amerikai kutatóhelyek és katonai intézmények között.

Az NDRC és az OSRD óriási mennyiségű olyan fegyvert és más hadi felszerelést fejlesztett ki, amelyet a II. Világháború harcaiban felhasználtak. A radar és a hőérzékelő lövedék vezette azoknak a berendezéseknek a listáját, amelyek döntően befolyásolták a háború kimenetelét; nem beszélve sok más fontos dologról, az operációanalízistől a vérplazmáig. A háború folyamán egyedülálló volt az innováció gyorsasága. 1940-re az USA-ban létrejött az erőforrások eddig ismeretlen összehangoltsága a tudomány, a mérnöki munka, a technológia és az ipar területén. Ez a szervezettség tette lehetővé, hogy az elképzelések gyorsan alakultak át fegyverekké, mégpedig olyan tömegben, amely képes volt megfordítani a háború kimenetelét. A II. Világháborúban résztvevő országok között nem volt még egy, ahol olyan hatásosan használták volna fel a kutatás minden ágát, mint az Egyesült Államokban. Ebben az NDRC-nek és OSRD-nek volt legfőbb szerepe.

Kutatóintézetek létrehozása

Az NDRC alapítása elsősorban Vannevar Bush érdeme. Az MIT-n és a Harvardon szerzett friss elektromérnöki doktori diplomájával a kezében 1917-ben a tengerészetnél kezdett dolgozni, tengeralattjárók felderítésén. A háború végén visszament az MIT-re, ahol kiváló előadó, kutató és szervező volt. 1939-ben a washingtoni Carnegie Intézet elnöke lett; ez az intézet a kutatások egyik legfőbb magántámogatója volt, ezenkívül a Központi Légügyi Tanácsadó Bizottság (National Advisory Committee on Aeronautics, NACA) vezetője is volt. A NACA-t a Kongresszus 1915-ben hozta létre, de a név nem fedi teljesen a feladatait: azonkívül, hogy repüléssel kapcsolatos politikai tanácsokat adott, főszerepet játszott az Egyesült Államok légügyi kutatásainak irányításában. Így, amikor Európában kitört a háború, Busli Amerika tudományos-technikai intézményrendszerének középpontjában találta magát. Világosan látta, hogy a küszöbön álló háborúban, amelybe az Egyesült Államok majdnem biztosan bele fog sodródni, a tudomány és a technika főszerepet fog játszani.

Bush hozzálátott a tudományos és technikai kutatómunka mozgósításához. Az I. Világháborúban szerzett tapasztalatai meggyőzték arról, hogy a hadsereg technikai bázisa túl szűk új fegyverek önálló kifejlesztéséhez, a legjobb esetben csak a már meglévőket tudják tökéletesíteni. A civil oldal sem állt jobban, mivel hiányoztak a megfelelő szervezeti keretek. Bush úgy látta, hogy az 1940 júniusában létrejött NDRC számára a legjobb modellt a NACA kínálja. Ahelyett, hogy a semmiből épített volna kutatóintézeteket, az NDRC átvette a NACA módszereit, azaz szerződést kötött jól berendezett akadémiai és ipari szervezetekkel, például a Cal Tech-kel, a Guggenheim Repülésügyi Laboratóriummal, a Kaliforniai Műszaki Intézettel, melyet 1930 óta Kármán Tódor vezetett, ahová az Egyesült Államok részére importálták az európai repülésműszaki ismereteket, és amely a háború előtt az ország egyik legfőbb kutató laboratóriumává vált. A háború alatt sikeresen fejlesztettek ki taktikai rakétákat, majd 1944-ben Sugárhajtási Laboratórium (Jet Propulsion Laboratory, JPL) néven ez lett a háború utáni rakétatechnikai és űrhajózási kutatások legfőbb centruma, továbbra is Kármán Tódor vezetése alatt.

Természetesen az NDRC eleget tett a szolgálati igényeknek, azonban nem egyszerűen úgy, hogy megrendeléseket fogadott el a hadseregtől. A katonaságtól kapott szolgáltatások és a korlátlanul rendelkezésre álló pénz csak a keretet adták; Bush elképzeléseivel összhangban a speciális kutató feladatok megválasztása a szakértőkre volt bízva. A döntő elhatározásokat a tudományra hagyták: ismerve a technikai lehetőségeket, mit lehet és kell elvégezni az adott szellemi és anyagi erőforrások birtokában. A cél mindig az volt, hogy használható fegyvereket állítsanak elő. Az NDRC főleg egyetemi kutatóra támaszkodott, és hagyta, hogy az ipari és katonai kutatócsoportok saját céljaikat valósítsák meg. Az ipari kutatás feladata a termelés növelése volt, a katonai kutatásé pedig a már meglévő fegyverek tökéletesítése.

1941 közepén az NDRC elérkezett lehetőségei határához. Bush úgy döntött, hogy olyan nagyobb szervezetet hoz létre, amely a fejlesztési és kutatási célokat egyesíti. Az NDRC mint tanácsadó szem ezután a Tudományos Kutatási és Fejlesztési Hivatal (Office of Scientífic Research and Development, OSRD) részét képezte. Az NDRC-t az elnöki tartalékalapból finanszírozták, míg az OSRD a szövetségi költségvetésben önálló tételként szerepelt. Szinte hihetetlen, hogy az egész struktúra elkészült és működött még fél évvel azelőtt, hogy az Egyesült Államok aktív hadviselővé vált. Az utána következő négy év folyamán mindez látványos eredményeket hozott.

Kifejlesztik az atombombát

A katonai-tudományos terv, amelynek alapján 1945-ben elkészítették a nukleáris fegyvereket, a háború szolgálatába állított tudomány mintapéldája lett. Ez mind technikai, mind tudományos oldaláról tekintve jelentős teljesítmény volt. Egészen kiemelkedő szerepet játszott ebben négy marslakó: Szilárd, Teller, Neumann és Wigner. A maghasadás felfedezéséről szóló első publikáció 1939-ben jelent meg; Busht és munkatársait zavarba ejtette, hogy az a németektől származott. Aggasztott ez néhány marslakót is, főként Szilárdot és Tellert, különösen, amikor ugyanezen év második felében kitört a háború. A nácik bombájától való félelem ösztökélte a brit és amerikai K+F-et habár a német terv nagyon csekély haladást ért el.

Az NDRC és OSRD széleskörű együttműködése - amely később Manhattan-program néven vált ismerté - 1941 végén teljes gőzzel haladt előre. Az amerikai kutatás a megszokott NDRC-szponzorálási módszert követte. Mint sok más döntő fontosságú fegyverkezési terv, jóval azelőtt indult el, hogy az Egyesült Államok formálisan belépett a háborúba. 1940 közepén megalakult az NDRC, és rövidesen átvett egy egyéves tartamra szóló kutatási tervet, amelyen kiválasztott egyetemekkel kötött szerződés alapján, az ott működő akadémiai kutatócsoportok dolgoztak. A chicagói egyetemen OSRD-támogatással végzett munka 1942. december 2-án igazolta a fenntartható láncreakciót, lehetséges reaktorban termelt plutóniumból bombát gyártani.

A sikerben előre bíztak, és 1942 közepén igazolódni látszott, hogy az erőfeszítések nem voltak hiábavalók. A program méretei egyre nagyobbakká váltak, a K+F-ből kiindulva haladt előre az a hatalmas konstrukciós, beszerzési és gyártó tevékenység, amelynek során kialakult a Manhattan Műszaki Körzet, az USA-hadsereg Műszaki Alakulata - az erőfeszítések nagysága most már meredeken növekedett. A Manhattan-terv keretében három év alatt megterveztek, felépítettek és beindítottak egy olyan ipari üzemet, amely méreteiben felvette a versenyt a háború előtti Amerika egész autóiparával.

Katasztrófaprogram részeként az atombomba elkészítése abszolút elsőbbséget élvezett. A gondoknak csak egy részét alkotta a hasadó anyag beszerzése. Az idő szűkössége miatt a tervezés, a fejlesztés és a bomba kipróbálása feladatát az új-mexikói Los Alamosban erre a célra létrehozott, a Kaliforniai Egyetemmel kötött szerződés keretében működtetett laboratórium kapta. Elméleti és kísérleti fizikusok, vegyészek, mérnökök és technikusok egyesült erővel igyekeztek egy újonnan felfedezett fizikai jelenség, a maghasadás alapján használható katonai fegyvert készíteni. A munka hivatalosan 1943. április 15-én kezdődött; 28 hónappal később pedig egyetlen U-235bomba lerombolta Hirosimát, egy plutóniumbomba Nagaszakit, és Japán megadta magát.

Szerkezetátalakítás a háború után

A II. Világháború után következő másfél évtizedben az Egyesült Államok a kutatásnak katonai célokra való felhasználása érdekében sok intézményes változtatást hajtott végre. Ezeket a törekvéseket a Nyugat és Kelet közötti hidegháború kiéleződése ösztönözte, de az amerikai kutatás szerkezeti átalakításához a végső lökést a koreai háború adta meg.

Súlyos kérdés volt, hogy mi lesz ennek hatása nemcsak magukra a katonai és tudományos intézményekre, de az egész amerikai politikára, gazdaságra és társadalomra. Majdnem az egész 1945 utáni amerikai haditechnika irányított kutatómunka terméke volt. A katonai pénzalapok lefaragása következtében egyes kutatóintézetekben a kutató tevékenység akadozni kezdett. Az ötvenes évek elejéig csak szűkösen jutott pénz kutatásra. A koreai háború által kiváltott feszültség hatására 1951 után az egész országban fő célkitűzés lett a kutatás-fejlesztés támogatása. A hadügyminisztérium költségvetése egyre növekedett, még akkor is, amikor a koreai háború már befejeződött. Az 1950-es évek elején a katonai célkitűzések és az Atomenergia Bizottság (AEC) kapták a K+F-alap 70 %-át, és az egyetemi kutatásokra kiutalt szövetségi pénzalapok 90 %-át.

A II. Világháború befejeztével az Egyesült Államok diktálta az ütemet a katonai K+F területén. Az 1940 után a kutatások mozgósításának új formáira született elgondolások sikere minden várakozást felülmúlt. A tudomány, a technika, az ipar és a katonai intézmények teljesen átalakultak. A 19. század végén még vonakodó katonai újítókból a 20. század végére az új technika lelkes fejlesztői lettek. Talán még fontosabb, hogy meg tudták találni az új fegyverek kutatásához, kifejlesztéséhez valamint a kipróbálásához szükséges pénzt.

Régebben a háborút eldöntő fegyverekről szőtt álmok csak lidércfénynek bizonyultak, amelyek bármilyen közelinek tűntek, mégis szinte elérhetetlenek voltak. A II. Világháború folyamán, csak az Egyesült Államokban látszott úgy, hogy az ilyen álmok megvalósulhatnak. A laboratóriumokból áramló használható, sőt sorsdöntő újítások meggyőzték a gyakorlatias tiszteket és tisztviselőket is, hogy a háború előtti "álmodozóknak" igazuk volt. Egy újfajta háborúban, melyet emberek helyett gépek vívnak, a K+F-é lesz majd a főszerep.

Az még nem volt világos, hogy milyen legyen a kutatás, és ki legyen a felelős a választott alternatíváért. A hatás kétirányú volt: a háború befolyásolta mind a technikai szakemberek és tudósok, mind a politikusok és katonák gondolkodását. Nemcsak az a tény, hogy korlátlan erőforrások felett rendelkeztek - ezt az állapotot sokan szívesen tartották fenn -, de számtalan embert vonzott egyébként is a katonai támogatással végzett kutatómunka. 1945-ben a hadiipari kutatás valami egészen mást jelentett, mint 1940 előtt. Ami talán még fontosabb, ezek már nem múló átmeneti változások voltak. A II. Világháború befejeztével az intézményeknek az lett a feladatuk, hogy az ad hoc háborús intézményrendszert a kormány és a társadalom számára átalakítsák, stabilizálják. A permanens technikai forradalom lett Amerika katonapolitikája.

A stratégiai atom

A Manhattan-terv a rendkívüli siker eredményeképpen egy olyan erő szimbóluma lett, amely a tudományt képessé teszi a társadalom átalakítására. Mércévé vált, az alkalmazott kutatás katonai szervezetének mintapéldájává. Tudományos alapon megalkotott, a legmerészebb álmokat valóra váltó szuperfegyverek jöttek létre. De az új korszak nemcsak ígéretet, fenyegetést is hordott magában. Itt nemcsak szimbólumról van szó, hanem magáról a végrehajtásról is. A háború utáni tudománypolitika napirendjének legelső helyén az atomenergia jövője szerepelt. Az amerikai Kongresszus kivívta, hogy ezt a témát különlegesen kezeljék. Az ok egyszerű volt. A nukleáris politika túl szorosan kapcsolódott a nemzetbiztonsághoz, hogy ne lehessen rutin feladatként kezelni; a háború után az Egyesült Államokban a bomba a tudománynak és a technikának mint katonai erőforrásnak szimbólumává vált. Végül a Kongresszus a civil ellenőrzést választotta, de az 1946-ban életbe lépett döntés nem volt egyértelmű.

Az Egyesült Államok elnöke által kinevezett öt polgári megbízott kapott helyet az Atomenergia Bizottságban (AEC); egyikük volt a bizottság elnöke. Ők képviselték a politikát. A nagyobb szervezet a főparancsnoksági testület volt; ez több osztályra tagozódott azért, hogy a nukleáris K+F, a beszerzés, a termelés és felhasználás minden oldalát át tudják tekinteni. Annak ellenére, hogy az 1946-os törvény egy polgári bizottságot hívott létre, ez erős katonai jelenlét érezhető volt. Az AEC-főparancsnokság legnagyobb részlege a Katonai Alkalmazások Osztálya volt. A törvény alapján egy tábornok vagy tengernagy volt az igazgatója, beosztottjai az "egyenruhások" közül kerültek ki. A katonai befolyás ennél még komolyabb volt. Az AEC tisztviselői között - mind a főparancsnokságon, mind a külső alakulatoknál - aránytalanul nagy számban voltak leszerelt tisztek. Az AEC egész működése alatt a fő feladat az atomfegyverek kifejlesztése és kipróbálása volt, és ez rámaradt az utódokra is.

Az OSRD példáját követve, az AEC az alap- és alkalmazott kutatásokat szerződéses keretben végeztette. A szerződések nagyon hasznosnak bizonyultak. Egyezményes formában az AEC támogatta és kifejlesztette a laboratóriumok országos hálózatát, ide értve a háborús Manhattan-programtól örökölt Argonne, Oak Ridge és Los Alamos laboratóriumait. Ipari cégekkel szerződtek olyan termelő egységek irányítására mint Hanford és Sandia. Az AEC és utódai kutatási és üzemeltetési tevékenységében az irányvonal mindig a szerződéses forma volt.

Igaz vagy sem, hogy a Japán elleni háborút a kutatási bomba döntötte el - minden esetre a jövő alakulását legnagyobb mértékben az atomfegyverek határozták meg, és talán az intézményrendszer átalakítása ebben fontosabb szerepet játszott, mint a háború, vezetése. Az intézmények megváltoztatásának nem kisebb a fontossága, mint a taktika, a doktrína és a hadvezetési filozófia átalakításának. A Manhattan tervvel az amerikai katonai intézmények jellegének példa nélküli megújulása kezdődött el, habár az út nem volt sima.

Hidrogénbomba, rakéták és számítógépek

A II. Világháború után a katonai költségvetés meredeken csökkent. Az Egyesült Államok, atomfegyver-monopóliumában bízva, példát akart mutatni a háború utáni leszerelésből, felbontotta a legtöbb háború idején kötött szerződést, és nagymértékben csökkentette fegyveres erőit. Az amerikai győzelem okozta eufória rövidéletűnek bizonyult, helyette elmélyült a hidegháború a Szovjetunióval. Korábban mint várták, 1949-ben a szovjetek sikeresen kipróbálták saját atombombájukat, amire gyors válaszként az Egyesült Államok - katasztrófaprogram keretében - a hidrogénbombát kezdte el fejleszteni. Néhány hónap múlva a koreai háború kitörése igazolta ezt a döntést. A háború utáni világ stratégiai terveiben és katonapolitikájában uralkodó szerepe volt a nukleáris fegyverek, számítógépes irányítás és hosszú hatótávolságú rakéták kombinációjának. Az új fejleményekben kiemelkedő szerepe volt három marslakónak: Kármánnak, Neumannak és Tellernek. Tudományos munkájukhoz járult egyre nagyobb katonai főtanácsadói szerepük.

Kármán szélesebb alapokra helyezte a JPL-ben a rakétafejlesztést, és folytatta a légierők tudományos tanácsadójaként végzett munkáját, amelyet a légierő vezérkarával a háború idején kialakított kapcsolataira épített. Princetonban, az Institute for Advanced Studies-ban elfoglalt vezető pozíciójára támaszkodva, Neumann szintén hozzájárult a nukleáris fegyverek rakétáinak fejlesztéséhez. Politikai tanácsadóként egyike volt a háború utáni elrettentési politika kialakítóinak. Ismertebb, és végső fokon fontosabb is, a számítógép-tervezésben, különösen a tárolt programkoncepció kialakításában betöltött szerepe.

A háború után a számítógépek kutatásának és fejlesztésének támogatása elsősorban a katonai pénzalapoktól függött. A számítógépek történetének kritikus időszakaiban ez máskor is előfordult, de hasonló volt a helyzet a tranzisztorok és később az integrált áramkörök esetében is. A hadseregtől származó pénz hidalta át a laboratóriumi nagy újítások és a kereskedelmi forgalmazhatóság közötti szakadékot. A kezdeti katonai szponzorálást - nemcsak az elektronika, de más technológiai ágazatok területén is - szem elől tévesztették később, amikor már a változások megszokottá váltak a társadalomban.

Az első, költséges és megbízhatatlan számítógépek nem keltették fel a kereskedelem érdeklődését. A katonai befektetések célja nem a gyors anyagi megtérülés. Egyes tudományos eredményekből - mint például az atomrobbanás dinamikájának elemzése - származó katonai sikerek dacára a negyvenes években vagy az ötvenes évek elején készített hatalmas és törékeny gépek nem voltak alkalmasak fegyverrendszerek irányítására. Most azonban - ahogyan egy nemzedékkel korábban a gépesítés - az automatizálás gyújtotta fel a képzeletet. Inkább a az óriási mértékben megnövelhető parancsadási és irányítási lehetőségek hosszú távú terveibe vetett hit, mint a már meglévő könnyen meghibásodó és nehezen használható gépek miatt volt így. Ez táplálta Neumann "vízióit" is.

Teller a H-bomba érdekében kifejtett nyilvános tevékenységével rábírta az AEC-t, hogy hozzák létre a második atomfegyver-fejlesztő műhelyt, az 1952-ben Berkeley-ben, az E.O. Lawrence Sugárfizikai Laboratórium egyik osztályaként alapított mai Lawrence Livermore Központi Laboratóriumot. Az Eniwetoknál 1951-ben és 1952-ben végrehajtott kísérletek bebizonyították, hogy a fúziós reakció végrehajtható. A program teljes egészében Los Alamosból származik, mégis mivel Tellerhez kapcsolódik - érdemtelenül, és megtévesztő módon - sokan Livermore-nak tulajdonítják. 1954-ben a szintén Los Alamos-i Castle Operáció keretében készítették el a hidrogénbomba végső tervét.

Az 1960-as évektől kezdődően az alapkutatások hanyatlása következett be, míg a célorientált alkalmazott kutatás virágzásnak indult. Még ma is - évekkel a hidegháború befejezése után - a katonai pénzalapokból támogatják az amerikai K+F-vállakozások túlnyomó részét. A katonai szükségleteket kiszolgáló rendszeres K+F-tevékenység a modern haditechnikai fejlesztés legfőbb jellemzője. Eredményeképpen nagyon bonyolult szerkentyűk kerültek óriási mennyiségben a csataterekre, illetve azok környékére. Hogy ez úgy sikerült, ahogyan tapasztaltuk, igen nagy mértékben a marslakók által a II. Világháború előtt, alatt és után kifejtett erőfeszítéseknek is köszönhető.