КРАТКИЙ ОЧЕРК НАУЧНОЙ, НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ, ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ, ГОСУДАРСТВЕННОЙ И ОБЩЕСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Академик Владимир Евгеньевич Фортов - выдающийся российский ученый-физик, внесший весомый вклад в развитие таких областей современной физической науки как физика высоких плотностей энергии, физика неидеальной плазмы, химическая физика, космическая физика, физика и механика ударных и детонационных волн, теплофизика и электрофизика, автор многих фундаментальных трудов, крупный организатор науки, государственный и общественный деятель, руководитель активно работающих научных коллективов Объединенного института высоких температур РАН и Отдела экстремальных состояний вещества Института проблем химической физики РАН. Работы В.Е Фортова широко известны международному научному сообществу, многие из них являются пионерскими и определяют современное состояние соответствующих областей фундаментальной науки.

В.Е. Фортовым разработаны динамические методы генерации состояний вещества с экстремально высокими параметрами, создан широкий спектр генераторов ударных волн, использующих для ударного сжатия конденсированные взрывчатые вещества (КВВ), пневматические и электродинамические ускорители, мощные лазеры, электронные и ионные пучки, проведены исследования физических свойств генерируемой ударными волнами плазмы с сильным межчастичным взаимодействием и рекордно высокой плотностью энергии, положившие начало новому научному направлению – динамической физике неидеальной плазмы. Им развита общая теория построения полуэмпирических широкодиапазонных уравнений состояния (УРС) вещества, свободных от ограничивающих предположений о свойствах, характере и фазовом составе исследуемой среды, построены уравнения состояния большого числа практически важных химических элементов и соединений с учетом полиморфных фазовых превращений, плавления, испарения и ионизации. По инициативе и под руководством В.Е. Фортова предложены и разработаны новые методы преобразования химической энергии КВВ в энергию электромагнитного излучения. В.Е. Фортовым проведены комплексные исследования процессов, происходящих при импульсном воздействии на материалы мощных потоков направленной энергии, разработаны научные основы противометеоритной защиты космических аппаратов, получившие свою практическую реализацию при осуществлении Международного космического проекта «Вега», посвященного изучению кометы Галлея, и при создании ряда устройств космической техники. Под руководством В.Е. Фортова были проведены крупномасштабные вычислительные эксперименты по моделированию уникальных космических событий - столкновения кометы Шумейкер-Леви 9 с Юпитером и ударного воздействия на комету Tempel I, осуществленного в рамках проекта «Deep Impact». В последние годы В.Е. Фортов уделял большое внимание теоретическим и экспериментальным исследованиям сильно неидеальной «пылевой» плазмы различного происхождения, которые проводятся как в условиях земного тяготения, так и в условиях микрогравитации. Далее эти и другие научные достижения В.Е. Фортова описываются более подробно.

Научная биография

В.Е. Фортов родился 23 января 1946 г. в г. Ногинске Московской области в семье военнослужащего и учительницы. Его отец, инженер-подполковник Евгений Викторович Фортов, работал главным энергетиком ЦНИИ-30 МО, а мать, Галина Ивановна Фортова, преподавала историю в средней школе. В 1962 г., окончив школу с серебряной медалью, он поступил в Московский физико-технический институт на факультет аэрофизики и космических исследований.

Научной работой В.Е. Фортов начал заниматься, учась на 2-м курсе МФТИ. Работа проходила под руководством члена-корреспондента АН СССР В.М. Иевлева в НИИ-1 - впоследствии НИИТП, сейчас Государственный научный центр им. М.В. Келдыша. Одной из задач, решаемых в то время в Минобщемаше, было создание мощного ядерного ракетного двигателя с плазменным реактором. Условия его нейтронной критичности и общие энергобалансные соотношения приводили к очень высоким давлениям и температурам топлива и рабочего тела. В отличие от хорошо изученной к тому времени разреженной плазмы токамаков, плазма ракетного реактора оказывалась в сильносжатом состоянии, в котором между заряженными частицами возникает сильное коллективное взаимодействие. Проблема описания такой неупорядоченной среды имела фундаментальный характер, выходя далеко за рамки конкретной задачи разработки ядерного ракетного двигателя. Вовлеченность в эту практически неизученную, но чрезвычайно перспективную область исследований, а также возможность непосредственного контакта с группой экспериментаторов, занимающихся ударным сжатием насыщенных паров металлов, во многом сформировали область научных интересов и стиль работы В.Е. Фортова. Уже на этом, начальном, этапе своей научной деятельности В.Е. Фортову удалось получить результаты, демонстрирующие его яркое творческое дарование, нацеленность на постановку и решение самых сложных задач современной физики. В 1968 г. им была досрочно защищена дипломная работа по исследованию термодинамических, оптических и транспортных свойств неидеальной плазмы, в которой, в частности, были намечены подходы к решению термодинамической проблемы Ферми-Зельдовича.

Окончив МФТИ с отличием, В.Е. Фортов поступил в аспирантуру этого института на кафедру физической механики. В 1971 г. он защитил кандидатскую диссертацию «Теплофизика плазмы ядерных ракетных двигателей», в которой рассматривались некоторые специальные аспекты начатых им в дипломной работе исследований.

После защиты кандидатской диссертации В.Е. Фортов был распределен в Дальневосточное отделение АН СССР. Однако незадолго до его предполагаемого отъезда на Симпозиуме по горению и взрыву произошла встреча В.Е Фортова с академиком Я.Б. Зельдовичем, оказавшаяся знаковой для научной судьбы молодого ученого. Я.Б. Зельдович, прослушав его доклад, высказал ряд интересных идей в продолжение проведенных исследований. Он рекомендовал его Нобелевскому лауреату академику Н.Н. Семенову, который пригласил В.Е. Фортова в Отделение Института химической физики АН СССР в г. Черноголовке (в настоящее время – Институт проблем химической физики РАН).

В ОИХФЧ АН СССР в это время интенсивно развивались работы по исследованию мощных ВВ и процессов детонации, поэтому предложенные В.Е. Фортовым исследования теплофизических свойств плотной плазмы за фронтом генерируемой взрывом ударной волны встретили большой интерес директора Отделения чл.-корр. Ф.И. Дубовицкого, и были им активно поддержаны. В лаборатории проф. А.Н. Дремина, в которой В.Е. Фортов начал работать в должности младшего научного сотрудника, ему в помощь был выделен лаборант, почти сразу же появились первые аспиранты – Ю.В. Иванов и А.А. Леонтьев, и первые студенты – В.Е. Беспалов, В.Б. Минцев и В.К. Грязнов, ставшие впоследствии ведущими сотрудниками этого института. В последующие пять лет был проведен цикл уникальных экспериментальных и расчетно-теоретических исследований свойств плотной плазмы, по результатам которых в ведущих отечественных и зарубежных научных журналах было опубликовано около тридцати статей. Эти результаты легли в основу докторской диссертации В.Е. Фортова "Физика сильно неидеальной плазмы", которую он успешно защитил в 1976 г. в возрасте 30 лет.

В докторской диссертации В.Е. Фортовым были разработаны методы генерации и проведено комплексное исследование физических свойств плотной вырожденной и больцмановской плазмы в условия сильного межчастичного взаимодействия. Для генерации плазмы использовались два динамических метода: метод ударного сжатия, основанный на сжатии и необратимом разогреве среды во фронте мощных ударных волн, и метод изэнтропического расширения из ударносжатой конденсированной фазы. Первый из них позволяет создавать высокие давления и температуры в среде повышенной плотности и наиболее эффективен для получения невырожденной плазмы веществ, являющихся газами в исходном состоянии. Однако многие интересные области фазовой диаграммы, в частности, кривая кипения и околокритические состояния металлов, ему не доступны в силу термодинамических ограничений. Этого недостатка лишен метод изоэнтроп разгрузки, который позволяет получить чрезвычайно широкий спектр состояний металлов от сильносжатой металлической жидкости до идеального газа, включая области вырожденной и больцмановской неидеальной плазмы и окрестность критической точки. Удачное сочетание этих двух методов позволило измерить термодинамические, транспортные, оптические и кинетические характеристики плазмы различных элементов и соединений в широком диапазоне параметров от сильносжатого конденсированного вещества до идеального газа.

Для оптимальной организации эксперимента по изучению плазменных характеристик и правильной интерпретации полученных результатов была проведена большая подготовительная работа. В частности, полуэмпирическим методом были получены оценки параметров критических точек для 70 элементов, рассчитаны энерговыделения, необходимые для плавления и испарения в волне разгрузки. Были проведены комплексные исследования гидродинамических, термодинамических, электрофизических и оптических явлений, возникающих при выходе мощной детонационной волны на свободную поверхность заряда ВВ, рассмотрены некоторые вопросы динамики и устойчивости неидеальной плазмы (явление гидродинамического взрыва в течениях низкотемпературной плазмы, устойчивость ударной волны в средах с произвольным уравнением состояния и пр.). Многие из полученных в этой связи результатов имели самостоятельную ценность (отметим, что до сих пор параметры критической точки экспериментально определены лишь у пяти наиболее легкокипящих металлов).

Одним из ключевых моментов диссертации было создание общей теории построения полуэмпирических широкодиапазонных УРС, позволяющих сквозным образом описывать термодинамику вещества в различных агрегатных состояниях с учетом происходящих фазовых превращений. В.Е. Фортовым была математически сформулирована и решена поставленная Э. Ферми и Я.Б. Зельдовичем задача построения термодинамически полного УРС вещества по данным динамических экспериментов. Метод решения этой задачи, предложенный, обоснованный и реализованный В.Е. Фортовым в его ранних работах, основывался на численном интегрировании дифференциального уравнения, выражающего первое начало термодинамики, и был свободен от ограничивающих предположений о свойствах, характере и фазовом составе исследуемой среды. На основе разработанной теории и с использованием полученных в динамических экспериментах данных (в первую очередь, результатов фиксации изоэнтроп разгрузки) были построены уравнения состояния цезиевой неидеальной плазмы и ряда важных в практическом отношении конденсированных сред (вырожденная плазма металлов переходной и основной групп, ионный кристалл LiF, силиконовая жидкость и др.).

Консультантом во время работы над диссертацией был академик Я.Б. Зельдович, представивший ее на пленарной сессии АН СССР. Оппонентами диссертационной работы были профессор Л.В. Альтшулер, чье имя занимает достойное место в ряду создателей советского атомного оружия, и академик Е.П. Велихов – всемирно известный специалист в области плазменных исследований. Уже тогда было отмечено, что комплекс проведенных В.Е. Фортовым исследований знаменует собой появление нового научного направления - динамической физики неидеальной плазмы. Встреча В.Е. Фортова с этими выдающимися учеными положила начало их многолетнему творческому содружеству.

В том же 1976 г. В.Е. Фортов возглавил лабораторию физической газовой динамики ОИХФЧ АН СССР. По его предложению одним из направлений деятельности лаборатории становится изучение термомеханических, кинетических и прочностных характеристик конструкционных материалов в специфических условиях импульсного ударноволнового нагружения, поиск новых механизмов деформации и разрушения, возникающих в материале при высокой скорости приложения нагрузки и повышенным уровнем напряжений. Достигнутый в этом направлении прогресс был в значительной мере связан с разработкой новых методов диагностики с высоким пространственным и временным разрешением. Были проведены измерения упругопластических и прочностных свойств широкого круга металлов и сплавов, в частности, броневых и композитных конструкционных материалов, твердых полимеров и эластомеров, включая твердые ракетные топлива и их имитаторы.

Опыт и богатая информация, накопленные в процессе экспериментального изучения проблемы высокоскоростного удара, оказались востребованными в начале 80-ых, когда большой коллектив ученых под руководством академика Р.З. Сагдеева включился в выполнение Международной космической программы «Вега», направленной на изучение кометы Галлея. Скорость зондов «Вега» относительно кометы и пылевых частиц ее атмосферы, через которую они должны были пройти, составляла около 78 км/с, в связи с чем требования к противо-метеоритной защите зондов были чрезвычайно высокими. В.Е. Фортов с сотрудниками взялся за решение этой сложной и принципиально важной для целей программы задачи. Поскольку в лабораторном эксперименте воссоздать столь высокие скорости соударения невозможно, была проведена серия вычислительных экспериментов. Группой В.Е. Фортова была разработана физическая модель разрушения защитных экранов космических аппаратов «Вега» под действием ударов микрометеоритов, построены полуэмпирические уравнения состояния, предложены реологические соотношения для описания свойств конструкционных материалов в мегабарном диапазоне давлений при кратковременных импульсных нагрузках. Проведенные численные расчеты позволили определить размеры кратеров и сквозных отверстий в защитных экранах в зависимости от массы и плотности метеоритных частиц, вычислить размеры и скорости откольных элементов, оценить их воздействие на второй экран, рассчитать параметры плазменных струй и фазовый состав продуктов разрушения. Во время полета аппаратов был проведен уникальный натурный эксперимент по высокоскоростному удару микрометеоритов в пылезащитный экран. Для регистрации энергии и длительности световых вспышек, возникающих при воздействии высокоскоростных пылевых частиц на тонкую металлическую фольгу, определения размеров сквозных отверстий в экране и записи звуковых сигналов, сопровождающих ударное взаимодействие, на борту космического аппарата было установлено специально созданное оптико-электронное устройство “Фотон”.

Успешному решению этой задачи в немалой степени способствовало активное сотрудничество В.Е. Фортова с Физическим институтом и Институтом высоких температур АН СССР, возглавляемыми, соответственно, академиками А.М. Прохоровым и А.Е. Шейндлиным. Проводимые в ФИАН опыты по воздействию на мишени импульсных лазерных пучков позволили проверить расчетные модели при давлениях до 10 Мбар, характерных для реальных соударений с высокоскоростными космическими микрометеоритами. В ИВТАН были также созданы рельсотронные электродинамические ускорители с характерной массой метаемых тел до 1 г при скорости метания до 7,5 км/с, позволяющие экспериментально исследовать в лабораторных условиях соударения частиц с мишенями. Разработанная в итоге этих исследований противометеоритная защита аппаратов «Вега» успешно выполнила свою задачу, а В.Е. Фортов за их выполнение был награжден Орденом Трудового Красного Знамени.

Другой пример работ В.Е. Фортова по исследованию ударных явлений относится к задачам оборонной тематики. С середины 80-ых прошлого века совместно с томской школой механики проводятся комплексные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования защитных свойств различных материалов, преград и конструкций от проникающего удара осколочных элементов, пуль и снарядов (включая и деструктурированные осколки космического мусора) в диапазоне скоростей 0,5-12 км/с. Эксперименты велись с использованием пороховых и легкогазовых установок с регистрацией динамики удара многократной импульсной рентгенографией и фиксацией давлений и скоростей методами дифференциальной лазерной интерферометрии, манганиновыми, емкостными, пьезо- и электретными датчиками. Для корректной интерпретации полученных данных проводилось расчетное сопровождение эксперимента. Созданные для этого математические модели соударения разномасштабных конденсированных тел описывает их поведение в рамках сжимаемой сплошной среды с использованием широкодиапазонных полуэмпирических УРС и упруго-пластической модели. Использовались эффективные численные схемы и алгоритмы, основанные на эйлеровом, лагранжевом и смешанном описании гидродинамики в двумерной и трехмерной постановках, было разработано специальное программное обеспечение для визуализации получаемых пространственных решений. В расчетах варьировались динамический предел текучести, модуль сдвига и константы кинетической модели разрушения, описывающей локальное зарождение, развитие и эволюцию микроповреждений. Определены наиболее эффективные в своем классе экранированные и разнесенные конструкции для защиты от осколков, пуль и снарядов с различными массовыми и геометрическими параметрами. Эта работа была отмечена в 1988 г. Государственной премией СССР.

Тогда же В.Е.Фортов заинтересовался проблемой преобразования энергии взрыва в энергию электромагнитного излучения. Действительно, КВВ, обладая рекордной удельной энергоемкостью до 10 МДж/кг, выглядели весьма перспективными для создания компактных автономных источников энергии. Задача, тем не менее, оказалась чрезвычайно трудной. Дело в том, что характерная энергия химической связи составляет несколько электрон-вольт, в то время как эффективное преобразование энергии частиц в электромагнитную энергию происходит в мегаэлектрон-вольтном диапазоне энергий. После ряда неудачных экспериментов и длительных консультаций родилась идея использовать в качестве СВЧ-излучателя достаточно простой и мощный источник – виркатор, предложенный членом-корреспондентом АН СССР А.Н. Диденко в Томском институте ядерной физики, а в качестве источника энергии – взрывомагнитные генераторы. В.Е. Фортов поручил В.Б. Минцеву организовать эти работы в ОИХФ, где и была построена специальная установка. В 1987 г. были получены первые мультимегаваттные импульсы СВЧ-излучения от виркатора с помощью энергии взрыва. Далее интенсивно отрабатывались различные схемы согласования и конструкции специальных короткоимпульсных взрывомагнитных генераторов, и в 1989 г. виркатор заработал весьма эффективно. В 1999 г. эта работа была отмечена премией Правительства РФ.

В 1986 г. произошел переход В.Е. Фортова из филиала Института химической физики в г. Черноголовке в ИВТАН – головную организацию Отделения физико-технических проблем энергетики АН СССР, где он возглавил отдел теплофизических свойств веществ и высокоэнергетических воздействий. В 1991 г. на базе этого отдела был организован входящий в состав Научного объединения «ИВТАН» Научно-исследовательский центр теплофизики импульсных воздействий, ставший в 1999 г. самостоятельным Институтом теплофизики экстремальных состояний - ИТЭС ОИВТ РАН. Все это время В.Е. Фортов оставался по совместительству заведующим лабораторией в ИХФЧ, которая в том же 1999 г. выросла в отдел экстремальных состояний вещества Института проблем химической физики РАН. Эти два родственных коллектива, объединенные общим руководством, работали и работают в тесной кооперации и к настоящему времени занимают лидирующие позиции в области физики высоких плотностей энергии и сильно неидеальной плазмы.

В ИВТАН по инициативе В.Е. Фортова широким фронтом были развернуты исследования в области высокотемпературной теплофизики, созданы крупные стенды для реализации высоких импульсных давлений и температур – взрывные камеры на массы ВВ до 1000 кг, конденсаторные батареи с током до 10 МА, взрывомагнитные генераторы мегавольтного диапазона напряжений с мощностью ~ 10 ГВт. Вместе с ударно-волновыми генераторами импульсных давлений в Институте проблем химической физики эти стенды позволили провести широкий комплекс фундаментальных и прикладных исследований свойств веществ в экстремальных состояниях. Совместно с А.В. Бушманом, И.В. Ломоносовым и К.В. Хищенко были продолжены работы по созданию широкодиапазонных УРС для практически важных веществ и материалов - деятельность, значение которой В.Е. Фортов осознал еще в годы студенческой работы в НИИТП.

Действительно, теоретический анализ явлений, происходящих в быстропротекающих динамических процессах, и, тем более, их численное моделирование предъявляют высокие требования к точности описания термодинамических свойств и фазовых превращений среды во всей области изменения плотностей и удельных энергий. Основная трудность проведения последовательного теоретического расчета уравнений состояния при высоких концентрациях энергии заключается в необходимости корректного учета сложного по структуре межчастичного взаимодействия. Различные теоретические модели, использующие выделение одного или нескольких малых параметров, позволяют проводить вычисление термодинамических характеристик вещества лишь на отдельных и не перекрывающихся участках фазовой диаграммы.

Альтернативный подход при построении уравнений состояния в широком диапазоне параметров заключается в конструировании полуэмпирических моделей, в которых общий вид функциональных зависимостей термодинамического потенциала устанавливается с привлечением теоретических представлений, а данные экспериментальных измерений используются для определения численных значений свободных коэффициентов в этих зависимостях. Подобный метод развивает идеи Л.В. Альтшулера и С.Б. Кормера, высказанные ими в процессе работы над советским атомным проектом. Он дает возможность, максимально используя имеющуюся опытную информацию, получить уравнение состояния в компактной форме, удобной для проведения численных расчетов.

В работах В.Е. Фортова и его учеников было проведено обобщение модельных термодинамических потенциалов системы твердой и жидкой фаз на область испарения и ионизации, учтены возможные физико-химические превращения вещества. К настоящему времени построены широкодиапазонные УРС для более чем 200 материалов (элементов и соединений), которые успешно используются в моделировании процессов высокоскоростного соударения тел, электрического взрыва проводников мощным импульсом тока, воздействия интенсивного лазерного и рентгеновского излучения, электронных и ионных пучков на твердотельные мишени и др. Полученные данные сведены в электронный справочник «Экстремтермо» по термодинамическим свойствам веществ при высоких плотностях энергии. Справочник интегрирует расчетные алгоритмы и численные данные разнообразных моделей среды с большими объемами надежной экспериментальной информации. «Экстремтермо», в равной степени обладающий характеристиками банка данных и развитого пакета прикладных программ, предназначен для решения различных задач физики высоких плотностей энергии и содержит большое количество экспериментальных данных по термодинамическим свойствам веществ, разнообразные модели среды и множество расчетных алгоритмов. Также в последние годы В.Е. Фортов уделял особое внимание развитию термодинамической базы данных по свойствам индивидуальных веществ «Ивтантермо», которая имела широкое практическое применение. Им высказывались оригинальные идеи об обобщение данных и методов расчета, использованных при создании «Ивтантермо», на случай неидеальных систем.

Достижения В.Е. Фортова в области теплофизики и термомеханики экстремально высоких давлений и температур были отмечены избранием его членом-корреспондентом АН СССР по Отделению физико-технических проблем энергетики (1987 г.) и по Отделению общей и технической химии (1990 г.). В 1991 г. В.Е. Фортов был избран действительным членом РАН по Отделению физико-технических проблем энергетики.

После аварии на Чернобыльской АЭС Президиум АН СССР сформировал рабочую группу для анализа динамики зоны расплава и ее последствий. В нее был включен и В.Е. Фортов, который, работая в зоне аварии, участвовал в анализе взрывных явлений и динамики зоны расплава. По его возвращению из Чернобыля в короткий срок была создана установка для испытания стойкости разработанных в ИВТАН жаропрочных бетонов и керамик к действию металлических расплавов, моделирующих кориум – высокотемпературную смесь расплавленных материалов, образующихся при взрыве активной зоны реактора. Эксперименты не только показали большую эффективность этих материалов и их перспективность для изготовления ловушки расплавов активной зоны, но и инициировали аналогичные исследования в других организациях.

Не дать расплаву уйти в землю - не единственная задача при аварии на АЭС. При взаимодействии циркония и железа с водой образуется большое количество водорода и возникает опасность «водородного взрыва». «Водородный взрыв» рассматривается в качестве одной из причин разрушения контейнмента АЭС. Поскольку нагрузки, действующие на стенки реактора при водородном взрыве, могут варьироваться в широком диапазоне, контейнмент проектируется с большим запасом прочности, и на его создание уходит значительная доля затрат при строительстве АЭС. Методами математического моделирования ответить на вопрос о величине этих нагрузок с необходимой точностью было трудно. Нужен был физический эксперимент, причём эксперимент в большом объёме сложной геометрии, моделирующем реакторный зал АЭС. Между тем, наука о горении газовых смесей и переходе горения в детонацию развивалась вокруг экспериментов в бомбах, объемом в десятки литров, и на ударных трубах до 100 мм в диаметре. Экспериментов в больших замкнутых объёмах в сотни кубических метров с горючими газовыми смесями, близкими по составу к стехиометрическим, не существовало. Помимо проблемы безопасности энергонапряженных производств, такие эксперименты были необходимы для решения некоторых фундаментальных проблем газодинамики горения, в частности, проблемы ускорения сферических пламён и их перехода в детонацию. Для решения этих и ряда других задач по инициативе В.Е. Фортова в ИВТАН была изготовлена и доставлена сферическая взрывная камера 13Я3.

Камера 13Я3 – крупнейшее в мире и уникальное по своим параметрам сооружение. Она является сферой с внутренним диаметром 12 м и толщиной стенки 100 мм. Камера весом 470 тонн изготовлена из броневой стали и способна выдержать взрыв до 1000 кг ТНТ.

В этой камере были проведены крупномасштабные исследования нестационарного горения водородно-воздушных смесей, наиболее разрушительных и сравнительно легко возбуждаемых. При инициировании стехиометрической смеси искрой на поверхности камеры было зафиксировано давление до 190 атм, что более чем на порядок выше давления Чепмена-Жуге во фронте плоской детонации. Дальнейшая работа была направлена на борьбу со взрывами водородно-воздушных смесей. Исследования велись совместно с ИСМ РАН. В результате добавки в водородно-воздушную смесь 1,5% ингибиторов нового поколения давление, возникающее при взрыве смеси в вершине конического элемента, снизилось с 1000 до 50 ата. В настоящее время на базе этой камеры и ряда менее масштабных установок в ОИВТ РАН организован Московский региональный взрывной ЦКП РАН.

В начале 90-ых В.Е. Фортов совместно с проф. Л.И. Рудаковым и академиком В.П. Смирновым инициировал новое направление исследований на комплексе “Ангара-5-1”, связанное с возбуждением ударных и тепловых волн в твердом теле под действием интенсивного потока мягкого рентгеновского излучения (МРИ). В отличие от подобного подхода к возбуждению УВ при конверсии лазерного излучения, при использовании МРИ, область однородного облучения и толщина образцов могут быть существенно увеличены, что приближает эксперимент к натурным условиям и повышает точность измерений. В результате анализа излучательных характеристик комплекса в режиме генерации МРИ был выбран источник на основе двойного лайнера.

Под руководством В.Е. Фортова и при его творческом участии объединенная группа теоретиков и экспериментаторов ИТЭС ОИВТ РАН и ТРИНИТИ разработала постановку опытов, набор диагностических средств, провела расчеты ожидаемых параметров эксперимента. Результаты проведенных экспериментов дали новую интересную информацию о динамике и структуре ударных и радиационных волн в плазме различных сред. Широкое обсуждение мировой общественностью этого цикла работ подтвердило его пионерский характер.

Существенным вкладом в теоретическое обеспечение расчетно-экспериментальных исследований на комплексе “Ангара-5-1” являются широкодиапазонные уравнения состояния, разработанные В.Е. Фортовым и сотрудниками. Частью вычислительных программ, используемых для МГД расчетов, стали также созданные под научным руководством В.Е. Фортова таблицы оптических характеристик плотной излучающей плазмы. С его участием был введен учет эффектов переноса излучения при применении широкодиапазонного уравнения состояния для моделирования процессов взаимодействия излучения с веществом. Кроме того, В.Е. Фортов предложил ряд идей применения электронных пучков и мягкого рентгеновского излучения для решения специальных задач. В 1997 г. эта работа получила Государственную премию РФ.

Параллельно с исследованиями на комплексе “Ангара-5-1” В.Е. Фортовым была развернута работа по созданию средств защиты ракетно-космической техники (РКТ) от импульсного рентгеновского излучения, возникающего при ядерном взрыве (ЯВ). Ударно-волновые явления, вызванные поглощением рентгеновского излучения поверхностным слоем материала, могут приводить к таким нежелательным процессам в конструкциях РКТ, как расслоения и отколы в материалах наружного теплозащитного покрытия (ТЗП), корпуса и смесевого энергетического материала (ЭМ), разрушение элементов конструкции, инициирование детонации или горения заряда ЭМ. Для предотвращения этих явлений нужно было создать новые материалы, эффективно демпфирующие ударную волну. Решение этой задачи столкнулось с рядом серьезных трудностей. Натурные эксперименты в представляющей практический интерес области параметров являются чрезвычайно дорогостоящими и к тому же должны были проводиться в условиях принятого в СССР моратория на ЯВ. Имевшаяся информация о термодинамических и прочностных свойствах конструкционных материалов РКТ (композитов на основе полимерных и углеродных волокон с эпоксидной смолой в качестве связующего) была крайне ограниченной и не могла обеспечить необходимую точность математического моделирования процесса взаимодействия покрытия с излучением.

Эти обстоятельства диктовали следующую схему исследований: необходимо было определить диапазон параметров, в котором будут происходить испытания индивидуальных материалов, и характеристики экспериментальных стендов и установок; провести цикл относительно простых (одномерных) экспериментов, с предельной физической ясностью восполняющих дефицит информации о свойствах материалов в ранее определенном диапазоне параметров; на основе полученных данных построить полуэмпирические уравнения состояния и разработать математические модели процесса взаимодействия материала с излучением; провести моделирование поведения многослойных конструкций в численном эксперименте, воспроизводящем условия натурного эксперимента, и на основе полученных результатов оптимизировать характеристики покрытия. Для реализации этой схемы В.Е. Фортовым была сформирована группа, куда вошли сотрудники ИТЭС ОИВТ РАН, ИПХФ РАН и РНЦ «Курчатовский институт». Работа, проводившаяся в тесном сотрудничестве с ФЦДТ «Союз» НПО «Композит», ЦФТИ МО РФ, ЦНИИМАШ и ГП «МИТ», завершилась успешным решением поставленной задачи, а ее результаты были использованы при конструировании стратегической ракеты «Тополь-М».

Отдельного упоминания заслуживает проведенные в рамках этой работы исследование ударно-волновых и детонационных свойств, используемых в РКТ смесевых ЭМ и анализ уравнения состояния продуктов детонации. К моменту проведения этого исследования данных по кинетике взрывчатого превращения за фронтом ударной волны и уравнениям состояния продуктов детонации для отечественных ЭМ практически не было. Сложность описания процесса разложения КВВ в ударных волнах связана с тем, что он, как известно, имеет очаговый характер и не описывается кинетикой аррениусовского типа. Создание замкнутой модели процесса с последовательным расчетом развития очагов даже в случае индивидуальных КВВ затрудняется отсутствием многочисленных реологических и теплофизических характеристик в необходимом интервале температур и давлений. По этой причине более предпочтительным является эмпирическое построение формально-кинетических зависимостей интегрального характера. Для проведения данного исследования был выбран метод, основанный на сочетании измерений эволюции импульса сжатия в ЭМ с математическим моделированием процесса. При этом требуется минимальное число экспериментов. Такой подход был реализован для энергетического материала типа ОПАЛ-М, а полученные экспериментальные данные были использованы при численном моделировании процессов, происходящих при утилизации РКТ.

За проведение данной работы коллектив авторов с участием В.Е. Фортова и ряда его сотрудников были отмечены званиями лауреатов премии Правительства РФ за разработку и создание новой техники за 1997 год.

Наличие крупных электрофизических установок позволило В.Е. Фортову развить исследования по воздействию электромагнитных волн на электронные управляющие системы и технические исполнительные элементы. В сотрудничестве с петербургской школой полупроводниковой электроники лауреата Нобелевской премии академика Ж.И. Алферова, томской и уральской школами академика Г.А. Месяца были созданы гигаваттные излучатели гармонических колебаний сантиметрового диапазона на базе виркаторов и широкополосные излучатели наносекундных импульсов электромагнитного поля, получены новые данные об устойчивости электронной техники к внешним излучениям. Эта работа была отмечена премией Правительства РФ 2002 г.

Параллельно с этой работой развивалось и другое актуальное для современной энергетики направление. По инициативе и под руководством В.Е. Фортова взрывомагнитные генераторы были применены при физическом моделировании ударов молнии с током до 10 кА в молниеприемники региональной электрической подстанции с регистрацией подъема потенциалов на ответственных участках релейной защиты и автоматики. Полученные при этом результаты имеют несомненную ценность для грозозащиты энергонапряженных производств и хранилищ опасных веществ

Совместно с Г.И. Канелем и рядом других сотрудников ИТЭС ОИВТ РАН и ИПХФ РАН были продолжены исследования термомеханических и прочностных свойств материалов при импульсном нагружении. Важным новшеством нового этапа исследований явилось привлечение лазерных и пучковых генераторов ударных волн для исследований разрушений в наносекундном и субнаносекундном диапазонах длительностей нагрузки с использованием как собственных установок, так и возможностей, предоставляемых международным сотрудничеством (в частности, по инициативе В.Е. Фортова были организованы совместные исследования в этом направлении с использованием импульсного генератора протонных пучков на установке KALIF Института импульсной и микроволновой техники Исследовательского центра Карлсруэ, Германия). При столь быстрых воздействиях сопротивление разрушению твердых тел становится сравнимым с предельной теоретической прочностью, определяемой потенциалом межатомного взаимодействия. В связи с тем, что при высокоскоростном ударе происходит необратимый разогрев вещества, предшествующий его разрушению, проведены измерения прочностных свойств ряда металлов и сплавов при повышенных температурах, в некоторых случаях – вплоть до температуры плавления. Эксперименты с конструкционными металлическими материалами, а также эксперименты с высокочистыми металлическими монокристаллами, продемонстрировали ряд специфических особенностей высокоскоростного (>10⁴ c^-1) деформирования и разрушения в ударных волнах, чрезвычайно интересных с точки зрения физики прочности и пластичности. В то время, как в диапазонах обычных и умеренно высоких скоростей деформирования пределы прочности и текучести твердых тел уменьшаются с нагревом, в условиях ударно-волнового нагружения субмикросекундной длительности ряд металлов демонстрирует атермичность прочностных характеристик, а в некоторых случаях наблюдался даже их рост с нагревом вплоть до температуры плавления. Наиболее значительные результаты исследований хрупких материалов связаны с обнаружением волн разрушения при ударном сжатии стекол. Формирование волн разрушения является одним из механизмов катастрофической потери прочности высокотвердых хрупких материалов и представляет собой пример нелокальной реакции материала на нагрузку. Развиты реологические модели и получены определяющие соотношения для расчета сопротивления деформированию и разрушению и кинетики накопления повреждений при пробивании и взрыве.

Продолжая тему сотрудничества с немецкими учеными, следует отметить, что в связи с появлением в Германии в конце 80-х - начале 90-х годов крупных физических стендов и установок В.Е. Фортов уделял постоянный интерес к проведению на этих установках совместных исследований. В частности, в рамках сотрудничества ИТЭС ОИВТ РАН, ИПХФ и ИТЭФ с Обществом исследования тяжелых ионов (Gesselschaft für Schwerionenforschungs (GSI), г. Дармштадт) был разработан метод диагностики взаимодействия пучков тяжелых ионов с конденсированными средами. Метод обеспечивает прямые измерения внутри объема взаимодействия пучка и твердого тела с помощью регистрации характеристического рентгеновского излучения, возникающего при возбуждении атомов пучка и мишени в области трека. Применение спектрографов со сферически изогнутыми диспергирующими кристаллическими элементами обеспечивает необходимое спектральное и пространственное разрешение. Были проведены эксперименты по взаимодействию ионов Mg, Ar, Ca, Ni в диапазоне исходных энергий от 11.4 до 4.7 МэВ/нуклон со сплошными кварцевыми, алюминиевыми средами и кварцевыми аэрогелями различной плотности. Впервые одновременно получены данные об энергии и зарядовом состоянии ионов пучка и об отклике вещества мишени с пространственным разрешеним вдоль направления проникновения ионов в среде. Использование аэрогелей позволило, с одной стороны, смоделировать конденсированную среду с экстремально низкой средней плотностью, а с другой - проанализировать характер взаимодействия ионного пучка со средой, обладающей внутренней структурой нанометровых масштабов. Результаты экспериментов послужили основой для численного моделирования кинетики излучательных процессов в наблюдаемых многозарядных ионах.

Еще конце 80-х В.Е. Фортов высказал идею о существовании быстрых «детонационных» режимов распространения фронта химических или фазовых превращений в твердых телах, когда исходные и конечные продукты находятся в конденсированной фазе. Энергия, обеспечивающая распространение фронта, может быть внутренней (химической) или внешней энергией поля. Поиск этих режимов в ряде конденсированных систем привел к интересным результатам. В частности, под его руководством группой сотрудников НЦВО при ИОФ им. А.М. Прохорова РАН (Е.М. Дианов, И.А. Буфетов, А.А. Фролов) и ИТЭС ОИВТ РАН (Ефремов В.П.) был зарегистрирован "быстрый" режим распространение фронта плазмы оптического разряда по волоконному кварцевому световоду со скоростью около 3 км/с при интенсивности лазерного излучения в сердцевине » 40 Вт/мкм².

Начиная с упомянутого выше участия В.Е. Фортова в программе «Вега», значительное место в его работах занимают вопросы космоса. К концу 80-х годов в геофизике была накоплена большая статистика о популяции астероидов и комет в солнечной системе и частоте их столкновений с Землей. Была определена вероятность падения крупного космического тела на Землю, оказавшаяся достаточной, чтобы в научном мире была озвучена проблема астероидной опасности. Коды, разработанные ранее для моделирования высокоскоростного удара, были под руководством В.Е. Фортова адаптированы для проблем астероидной опасности. Была проведена серия расчетов, моделирующих падение крупных космических тел на Землю – на поверхность суши и океана. Были воспроизведены процессы генерации ударных волн в земной коре и мантии, кратерообразования, выбросов в атмосферу и динамики цунами. Было описано распространение мощной цилиндрической ударной волны в воздухе по поверхности Земли, а также кумулятивные выбросы водяных паров в случае падения астероида в океан. Был поставлен цикл вычислительных экспериментов по ударному воздействию на астероид с целью его разрушения или изменения его траектории, когда она нацелена на Землю. Были промоделированы последовательные удары космических аппаратов, несущих ядерный заряд, по астероиду и взрыв заглубленного в тело астероида заряда.

В июле 1994 г. ученые впервые могли наблюдать столкновение кометы с планетой Солнечной системы. Комета Шумейкер - Леви 9 – SL9 столкнулась с Юпитером, предварительно разделившись на серию крупных (до 4 км в диаметре) фрагментов. Комета была открыта в марте 1993 г. и расчеты ее траектории определили с высокой точностью время и место падения на Юпитер. В научном сообществе мгновенно возник колоссальный интерес к этой проблеме: было важно предсказать основные физические эффекты, которые должны были проявиться в процессе и после столкновения кометы SL9 c Юпитером.

В РАН была создана программа работ по прогнозу физических явлений, вызванных столкновением, и подготовке к их наблюдениям на имеющейся в стране астрофизической и радиофизической базе. Выполнение этой работы, учитывая предыдущий опыт, было поручено В.Е. Фортову. Для условий столкновения были сформулированы задачи по определению сценария гибели осколков кометы в атмосфере и отклика атмосферы и магнитосферы Юпитера на сверхмощные взрывы осколков. С помощью математического моделирования были определены: траектория движения, разрушение и взрыв осколка, распространение взрывной ударной волны в неоднородной атмосфере и всплытие термика - продуктов взрыва и увлекаемых масс атмосферы. Были получены важные данные о том, что, взрыв произойдет под облачным слоем Юпитера, а термик при всплытии пробьет этот слой. Всплытие термика в поле кориолисовой силы сопровождается генерацией мощного долгоживущего вихря. Данные последующих наблюдений, проведенных во многих обсерваториях мира, подтвердили эти результаты: временные зависимости блеска Юпитера соответствовали мощности излучения в системе ударных волн, генерируемых при торможении крупных осколков, и во взрывной ударной волне, размеры термика и долгоживущего вихря, а также время жизни последнего оказались близки к наблюдаемым структурам в атмосфере Юпитера. Были описаны аномалии в радиоизлучении радиационных поясов, свечении ионосферы и верхней атмосферы в оптическом диапазоне, ИК- и радиодиапазонах, также зафиксированные в наблюдениях.

Совсем недавно, в 2005 году, был проведен международный космический эксперимент "Deep Impact", в рамках которого было осуществлено высокоскоростное столкновение металлического ударника с ядром кометы 9P/Tempel 1. Под руководством В.Е. Фортова были выполнены обширные эксперименты по генерации мощных ударных волн и изучению физических свойств веществ при ультравысоких давлениях и температурах, моделирующих условия эксперимента "Deep Impact". Проведенное на основе этих данных численное моделирование космического эксперимента с привлечением современной высокопроизводительной вычислительной техники позволило оценить возможные размеры кратера, образующегося в момент удара, в зависимости от начальной плотности ядра кометы, определить параметры вспышки и ее спектральный состав в различных оптических диапазонах. Результаты этих исследований позволили провести более содержательное наблюдение за процессом удара и правильным образом интерпретировать полученные данные.

В начале 2000-х годов В.Е. Фортов поставил задачу перед сотрудниками лазерной лаборатории – создать в институте фемтосекундную лазерную систему тераваттного уровня мощности излучения, предназначенную для исследований экстремальных состояний, образующихся в сильно нагретом и сжатом поверхностном слое вещества при воздействии мощных сверхкоротких лазерных импульсов. В 2002 году была разработана и изготовлена первая отечественная фемтосекундная «хром - форстерит» лазерная система тераваттного уровня мощности на основе российских и белорусских комплектующих, до сих пор не имеющая аналогов в мире. В дальнейшем в состав лазерного комплекса вошли пять систем видимого и инфракрасного диапазона спектра излучения, различные диагностические комплексы с уникальными методиками измерений.

С помощью лазерного комплекса проводились исследования неравновесного нагрева электронной, спиновой и фононной подсистем в металлах, ферромагнетиках и полупроводниках, сверхбыстрых фазовых превращений и абляции в металлах и графите. Были проведены исследования лазерной неидеальной плазмы, рентгеновского характеристического излучения при взаимодействии мощных фемтосекундных лазерных импульсов с кластерными и наноструктурированными мишенями.

Был разработан и реализован новый метод измерений динамического предела упругости и откольной прочности металлов при предельно высоких скоростях деформирования (~10⁹ с^-1), основанный на генерации ультракоротких нагрузок с помощью фемтосекундных лазеров. Впервые были получены экспериментальные данные о поведении ряда металлов вблизи теоретического предела прочности. Полученные данные важны для развития физической теории прочности и пластичности материалов, построения моделей и определяющих соотношений для расчетного прогнозирования интенсивных импульсных воздействий на материалы и конструкции в широком диапазоне параметров нагрузки, создания экспериментальной базы для тестирования результатов атомистического моделирования.

В последние 5 лет было начато освоение нового направления – взаимодействие мощных субпикосекундных терагерцевых «лазерных» импульсов с веществом. В 2014 году в ОИВТ удалось совместно с коллегами из швейцарского Paul Scherrer Institute осуществить генерацию однопериодного импульса, направленного терагерцевого (ТГц) излучения с амплитудой электрического поля до 42 МВ/см. Такой источник направленного излучения, полученный с помощью нелинейного преобразования на органических кристаллах, сейчас многие называют терагерцевым «лазером». В зависимости от размера нелинейного кристалла параметры хром-форстеритной лазерной системы позволяют увеличить напряжённость поля до 100 МВ/см. Однопериодный ТГц импульс позволяет создать на объекте исследований «квазипостоянное» (практически постоянное за время действия, зондирующего фемтосекундного импульса) электрическое поле, что делает возможным исследовать новые, неизвестные ранее явления, с новой физикой. Высокие поля позволили впервые разрушить плёнки различных металлов, наблюдать интенсивные нелинейные эффекты в кремнии – гигантское (более, чем два порядка), сверхбыстрое увеличение пропускания и другие. За последние 5 лет по этой тематике опубликовано около 20 работ в высокорейтинговых научных журналах мира. Большинство результатов были получены при непосредственном участии В.Е. Фортова.

В.Е. Фортов играл активную, инициирующую роль в постановке задач, планировании экспериментальных и теоретических исследований и обсуждении полученных результатов. Фундаментальным исследованиям процессов в сверхсильных оптических полях посвящены работы по экспериментальному моделированию экстремальных состояний вещества, по созданию источников интенсивного рентгеновского излучения и ускоренных частиц на основе фемтосекундной лазерной плазмы, по разработке методов зондирования атмосферы. Высокий контраст мощности тераваттной лазерной системы позволил экспериментально исследовать новый механизм образования сверхкороткого рентгеновского излучения при образовании фемтосекундной лазерной плазмы на твёрдотельных металлических мишенях. Впервые проведены измерения спектров рентгеновского излучения, возникающего при воздействии тераваттных фемтосекундных лазерных импульсов на кластеры железа. Проводятся исследования по сжатию вещества до сверхвысоких давлений (до 10-1000 Мбар) и диагностики короткоживущих экстремальных состояний вещества с помощью фемтосекундных лазерных импульсов.

Значительная часть работ связана с исследованиями фазовых превращений при неравновесном нагреве электронной, спиновой и фононной подсистем поверхности металлов, ферромагнетиков, полупроводников и графита лазерными импульсами фемто- и пикосекундной длительности. Исследовалась динамика фазовых превращений первого и второго рода в тонких ферромагнитных пленках, измерены характерные времена этих процессов, предсказана возможность существования жидкого ферромагнетика. Разработан и экспериментально обоснован новый оптический метод исследований динамики кристаллической структуры сильнопоглощающих анизотропных кристаллов. Впервые получены однозначно интерпретируемые результаты о том, что кристаллическая структура полупроводников и графита разрушается раньше, чем горячие электроны передадут энергию решётке, т.е. происходит нетермическое плавление. Впервые экспериментально обнаружено и предложена новая теоретическая модель явления образования периодических поверхностных структур (ППС) на поверхности графита под действием сверхкоротких лазерных импульсов.

С помощью инфракрасных фемтосекундных лазерных импульсов впервые были проведены исследования образования и релаксации электрон-дырочной плазмы и сверхбыстрых фазовых превращений в широкозонных полупроводниках (Si и GaAs), прозрачных для данного излучения, и разработана технология объёмной обработки этих материалов. Разработана технология резки и профилирования прозрачных диэлектриков с нанометрической точностью фемтосекундными лазерными импульсами.

Общепризнанны результаты теоретических исследований ученых ОИВТ РАН по разработке новых концепций лазерно-плазменных ускорителей ультрарелятивистских электронов. При активной поддержке и В.Е. Фортова и его неослабевающем внимании к этой работе Н.Е. Андреевым с сотрудниками впервые построена теория, позволившая изучить вклад ионизационных эффектов в генерацию сверхсильных кильватерных плазменных полей интенсивным ультракоротким лазерным импульсом. Изучены механизмы каналированного распространения ультракоротких лазерных импульсов в плазменных каналах и в капиллярах и разработаны новые методы оптической диагностики нелинейного лазерно-плазменного взаимодействия, что открывает возможности для повышения эффективности рентгеновских лазеров и плазменных ускорителей, создаваемых на основе воздействия интенсивных лазерных импульсов на вещество. Предложены и исследованы новые схемы инжекции и формирования субфемтосекундных моноэнергетических сгустков ультрарелятивистских электронов с рекордными темпами ускорения ~ 10 Гэв/м, разрабатываются методы многостадийного ускорения поляризованных электронов и позитронов для создания лазерно-плазменного коллайдера с энергией ускоренных частиц тераэлектронвольтного диапазона для физики высоких энергий и диагностики сверхбыстрых процессов. Разработана теория жесткого рентгеновского излучения при облучении металлических и структурированных мишеней интенсивными лазерными импульсами.

В рамках международного сотрудничества в области физики высоких плотностей энергий между ОИВТ РАН, ИПХФ РАН и ГСИ-ФАИР проведены совместные эксперименты с использованием петаваттного лазера PHELIX в ГСИ-ФАИР при реализации проекта "Взаимодействие релятивистски-интенсивных лазерных импульсов с плазмой околокритической плотности для оптимизации лазерных источников высокоэнергетических частиц и фотонов". Анализ экспериментальных данных с использованием кинетических расчетов динамики ускорения электронов в малоплотных мишенях, проведенный с помощью 3D PIC моделирования для параметров плазмы и лазерного импульса, отвечающих условиям эксперимента, продемонстрировал высокую эффективность преобразования лазерной энергии в энергию ультрарелятивистских электронов. Полученные значения энергий и числа ускоренных электронов, подтвержденные хорошим соответствием результатов измерений и моделирования, являются рекордными во всех известных к настоящему времени лазерно-плазменных экспериментах и указывают на высокую эффективность мишеней с околокритической плотностью для создания вторичных источников электронов высоких энергий и жесткого излучения для целей диагностики протяженных образцов вещества с высокой плотностью энергии.

Еще в начале деятельности В.Е. Фортова в области физики неидеальной плазмы интенсивно обсуждался вопрос, что будет происходить с веществом по мере его сжатия. Если произойдет металлизация вещества, будет ли это фазовым переходом, если будет, то какого рода, как это проявится на фазовой диаграмме вещества, как поведут себя ударные адиабаты и изэнтропы разгрузки? Эта проблема всегда интересовала В.Е. Фортова, поэтому, когда техника динамического эксперимента достигла соответствующего уровня, В.Е. Фортов интенсивно ею занялся. Интерес подогревался тем, что в конце 90-х годов появились работы Ливерморской лаборатории по измерению электропроводности дейтерия при его квазиизэнтропическом сжатии на легкогазовой пушке (Неллис и др., 1998) и измерению ударной сжимаемости дейтерия в ударных волнах, генерируемых мощным лазером (Да Силва и др., 1997). В группе В.Я. Тернового в ИПХФ РАН уже в 1996 г. была разработана взрывная методика многоступенчатого сжатия водорода до мегабарных давлений, которая потом была использована для экспериментов с инертными газами и смесью водорода с гелием в условиях, имитирующих атмосферу Юпитера. В группе В.И. Постнова были проведены эксперименты по «металлизации» фуллеренов. Были получены интересные данные о появлении в этих средах в мегабарном диапазоне давлений при определенных критических плотностях высокого уровня электропроводности, близкого к металлическому, что свидетельствует о реализации механизма «ионизации давлением». Группой Р.Ф. Трунина совместно с ВНИИЭФ были проведены экспериментальные измерения ударной сжимаемости конденсированного дейтерия в самых мощных взрывных системах – полусферических, а в лаборатории М.В. Жерноклетова были проведены эксперименты по ударной сжимаемости предварительно сжатого газообразного дейтерия, а также квазиизэнтропическому сжатию дейтерия и инертных газов в цилиндрической геометрии. Полученные данные свидетельствуют о возможности плазменного фазового перехода в дейтерии при мегабарном давлении.

Не менее интересны исследования возможности проявления при ударном сжатии вещества обратного эффекта - «диэлектризации». Такие эксперименты были поставлены в группе В.В. Якушева в ИПХФ РАН, где и были впервые получены экспериментальные доказательства «диэлектризации» лития в ударных волнах. Аналогичные проявления были обнаружены в других металлах при более высоких давлениях и связываются они перестройкой структуры металлов при сжатии, где при определенных условиях оказывается выгодной диэлектрическая структура.

Подходы, разработанные В.Е. Фортовым в области физики неидеальной плазмы, находят применение и в таких задачах, как физика глубинных областей Солнца. Построенное им уравнение состояния солнечной плазмы достигает точности порядка одной десятой процента, и это для плазмы, содержащей более 90 различных сортов частиц. Кроме того, анализ, проведенный в последних работах В.Е. Фортова, направлен на то, чтобы выяснить причины и этой почти неощутимой погрешности, выяснить глубинные причины поведения термодинамических параметров, определяющих солнечную эволюцию.

Эксперименты с ударным сжатием неидеальной плазмы, выполненные В.Е. Фортовым и его соратниками еще в начале 70-ых, продемонстрировали ряд аномальных эффектов, над пониманием которых долго бились теоретики. Термодинамическая модель, построенная В.Е. Фортовым на основе квантовомеханических расчетов электронной структуры атомов и ионов, позволила найти ключ к решению этой задачи. Оказалось, что неидеальная плазма искажает энергетический спектр атомных частиц, а это, в свою очередь, приводит к столь необычному поведению плазмы при ее сжатии интенсивными ударными волнами.

Еще во время работы над докторской диссертацией В.Е. Фортов заинтересовался проблемой устойчивости ударной волны (УВ) в средах с произвольными термодинамическими свойствами, имеющей принципиальное значение для правильного прогноза результатов ударного сжатия. В середине 80-ых им вместе с А.Л. Ни и С.Г. Сугаком был выполнен квазиодномерный анализ этой проблемы для УВ, перемещающейся в длинном канале со слабо изменяющимся сечением. Кроме того, в этой работе было предложено модельное уравнение состояния, позволяющее построить ударные адиабаты со всеми предсказанными линейной теорией видами неустойчивости УВ, и предпринята первая попытка численного моделирования этой неустойчивости.

По инициативе В.Е. Фортова эта работа была продолжена сотрудниками ИТЭС ОИВТ РАН А.П. Лихачевым и А.В. Конюховым в сотрудничестве с А.М. Опариным (ИАП РАН) и чл.-корр. С.И. Анисимовым (ИТФ РАН). Исследования показали, что при выполнении критериев развития абсолютной неустойчивости УВ исходная ударная волна мгновенно распадается с образованием волновой конфигурации, вид которой полностью определяется принадлежностью УВ тому или иному участку ударной адиабаты. Рассмотрена проблема акустической неустойчивости (нейтральной устойчивости) УВ в реальных газах. Выявлены ограничения, которым должны отвечать уравнения состояния газов Ван дер Ваальса и Дитеричи для выполнения критерия акустической неустойчивости УВ, проведен анализ влияния различных факторов неидеальности на возможность развития акустической неустойчивости. Показано, что ударные волны, образовавшиеся после распада исходной УВ, могут быть акустически неустойчивы, обнаружена тенденция к затуханию акустической неустойчивости ударной волны под влиянием вязких эффектов.

Одним из новых объектов интереса В.Е. Фортова являлась ультрахолодная сильнонеидеальная ридберговская плазма, экспериментально полученная лишь в 1999 году. Температура ионов в момент образования этой плазмы составляет 1 мK, а температура электронов варьируется от 1 до 100 К. Совместно с Б.Б. Зеленером, Б.В. Зеленером, А.А. Бобровым, С.Я. Брониным, Э.А. Маныкиным, В.С. Филиновым и др. им была предложена модель для описания термодинамики и корреляционных функций такой плазмы. Методом Монте-Карло получены значения для энергии, давления и парных корреляционных функций в области температур 0,1-10 К и концентраций заряженных частиц 102-1016 см-3. В области сильной неидеальности обнаружено возникновение многочастичных кластеров, а также пространственная упорядоченность в расположении электронов и ионов плазмы. Также было показано, что исследуемые свойства низкотемпературной неидеальной плазмы малой плотности дают представление о физике высоких плотностей и энергий, в том числе имеющей отношение к проблеме термоядерного синтеза. Неидеальная плазма различной природы с одинаковым параметром неидеальности Г является подобной и имеет одинаковые кинетические и переносные свойства. Для проверки этих теорий в лаборатории лазерного охлаждения и ультрахолодной плазмы ОИВТ РАН совместно с Б.Б. Зеленером, В.А. Саутенковым, С.А. Саакяном, В.Е. Вильшанской и др. были созданы уникальные установки для проведения экспериментов с коллективом ультрахолодных ридберговских атомов и ультрахолодной плазмы на атомах лития-7 и атомах кальция-40. В лаборатории была впервые создана стационарная неидеальная ультрахолодная плазма кальция-40, приготовленная путем непрерывного оптического возбуждения. Продемонстрирован чувствительный метод детектирования разреженной ультрахолодной плазмы на основе автоионизационных резонансов ридберговских атомов кальция-40 в непрерывно работающей магнитооптической ловушке. Возможность создавать ультрахолодную плазму с хорошо контролируемыми параметрами позволяет использовать ее для калибровки автоионизационных резонансов. Данный метод позволяет детектировать малые поля с использованием ридберговских атомов кальция-40. Это открывает возможность использования предложенного метода для детектирования малых полей в экспериментальных работах по созданию сверхточных атомных часов на основе щелочноземельных металлов, а также для моделирования экспериментов по исследованию ультрахолодной плазмы низкой плотности в ионосфере земли.

Следует отметить, что квантовый метод Монте-Карло и метод молекулярной динамики активно используются в проводимом сотрудниками ИТЭС ОИВТ РАН вычислительном эксперименте. В частности, по инициативе В.Е. Фортова В.С. Филиновым и П.Р. Левашовым проводится работа по численному исследованию равновесных и переносных свойств сильно взаимодействующих квантовых систем частиц и плотной плазмы. Для решения поставленной задачи были разработаны новые модификации квантового метода Монте Карло, использующие фейнмановскую формулировку квантовой механики, а также в вигнеровской формулировке квантовой механики было проведено квантовое обобщение классического метода молекулярной динамики. Развитые подходы позволили проверить границы применимости существующих аналитических теорий, в основном основанных на методах теории возмущений. Удалось предсказать новые физические явления в сильно взаимодействующих кулоновских системах. Например, в водородной и гелиевой плазме смоделирован фазовый переход из молекулярного состояния в металлическое, причем этот переход был недавно подтвержден в ударно-волновых экспериментах. Аналогичный фазовый переход для экситонов был получен в электрон-дырочной плазме, обнаружено хорошее согласие с экспериментальной фазовой диаграммой германия. При определенных плотностях и температурах обнаружено возникновение упорядоченных антиферромагнитных дырочных структур в плотной электрон-дырочной плазме, когда обменное взаимодействие дырок становится ведущим. Были также выполнены масштабные расчеты свойств кварк-глюонной плазмы в квазичастичном приближении, в частности, получены зависимости коэффициента диффузии и вязкости от температуры. В настоящее время с помощью квантового метода Монте-Карло выполняются высокоточные расчеты термодинамических свойств взаимодействующего электронного газа при конечных температурах. В группе Г.Э. Нормана методом молекулярной динамики моделируются процессы образования дефектов в твердых телах на атомном уровне и их разрушения при импульсных нагрузках, по определению откольной прочности и пр.

Еще одна область научных интересов В.Е. Фортова - исследование термодинамических свойств и фазовых превращений новых углеродных материалов. В частности, под его руководством В.В. Милявским впервые было осуществлено прямое твердотельное фазовое превращение графит-карбин, выполнено измерение ударной сжимаемости и скорости звука в ударно-сжатом фуллерене С₆₀ в диапазоне давлений до 0.5 Мбар.

Последнее четверть века наблюдается резкий рост интереса к пылевой плазме. В такой плазме удается получить рекордно высокие (до 10⁵-10⁶ зарядов электрона) величины зарядов пылевых частиц. Тем самым обеспечивается чрезвычайно высокая интенсивность межчастичного взаимодействия, при которой происходит кулоновское «замерзание» плазмы. ИТЭС ОИВТ РАН оказался среди пионеров этого нового направления в физике плазмы. По инициативе и под руководством В.Е. Фортова был проведен цикл взаимосвязанных экспериментальных работ, имеющих приоритетный характер, по изучению плазменных кристаллов и жидкостей в пылевой плазме как в лабораторных условиях, так и в условиях микрогравитации на борту орбитального комплекса «Мир» и Международной космической станции, в широком диапазоне температур и давлений - в плазме тлеющего разряда постоянного тока и высокочастотного разряда низкого давления при комнатных и криогенных температурах (при температурах 4-77 К), в ядерно-возбуждаемой плазме и плазме, индуцированной ультрафиолетовым излучением, в пучковой плазме, в термической плазме при атмосферном давлении (при температурах 2000-3000К). Подавляющее число этих экспериментов выполнено впервые в мире. Благодаря незаурядным организаторским способностям В.Е. Фортова, в совместные с ИТЭС ОИВТ РАН исследования пылевой плазмы в России был вовлечен ряд крупнейших исследовательских центров: Государственный Научный Центр РФ "Физико-энергетический институт" (г.Обнинск), Российский научный центр «Курчатовский институт», Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных технологий».

Хронология основных результатов исследований пылевой плазмы в ИТЭС ОИВТ РАН под руководством Фортова В.Е. такова.

В 1995 г. в экспериментах с термической плазмой впервые наблюдались макроскопические упорядоченные (жидкостные) структуры для положительно заряженных частиц микронных размеров при атмосферном давлении и температуре около 1700 К. Хорошо развитая диагностика плазмы и сравнительно большой объем плазмы позволили провести измерения газа и частиц различными методами, получить данные о параметрах плазмы, характеризующих ее состояние, и провести сопоставление с результатами численного моделирования.

В 1996 г. впервые были получены уже кристаллические структуры макрочастиц в положительном столбе тлеющего разряда постоянного тока. Анализ изображений частиц обнаружил, что они образуют такую структуру в горизонтальной плоскости, в то же время выстраиваясь в цепочки в вертикальной плоскости. Варьированием параметров плазмы можно было изменить форму облака частиц в вертикальной плоскости от эллиптической до цилиндрической, с характерными размерами структур в несколько сантиметров. В пылевой плазме тлеющего разряда постоянного тока впервые были получены нелинейные самовозбуждающиеся волны (1998 г.). Позже (в 2003 г.), также впервые, было обнаружено возникновение одиночной нелинейной волны плотности пылевой компоненты (солитона) при газодинамическом воздействии на упорядоченную структуру.

В 1998 г. экспериментально была впервые показана возможность левитации макрочастиц и формирования из них упорядоченных структур в плазме высокочастотного разряда индукционного типа. Экспериментально и теоретически были изучены пыле-акустическая неустойчивость в плазме индукционного газового разряда, пространственное распределение пылевых частиц по размерам в плазме индукционного газового разряда и временная эволюция этого распределения

Начиная с 1997 г., совместно с ГНЦ РФ "Физико-энергетический институт" интенсивно исследуется плазма, индуцированная радиоактивным излучением, и пылевая плазма, генерируемая протонным пучком, а совместно с ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных технологий» проводятся эксперименты с пылевой плазмой при воздействии электронного пучка и ультрафиолетового излучения. В этих экспериментах впервые были получены упорядоченные структуры макрочастиц в ядерно-возбуждаемой пылевой плазме, проведены экспериментальные и теоретические исследования физических механизмов левитации макрочастиц и формирования из них упорядоченных структур в такой плазме. В другой совместной работе ИТЭС ОИВТ РАН и ГНЦ РФ "Физико-энергетический институт" экспериментально исследовано поведение пылевых частиц в трековой плазме, создаваемой пучком ускоренных протонов. Результаты этих исследований впервые позволили обнаружить новые эффекты, связанные с коллективными явлениями в плазменно-пылевых структурах. Экспериментальные исследования образования пылевых структур в плазме инертных газах, образованной пучком ускоренных протонов, проводились на ускорителе КГ-2.5 (ГНЦ РФ ФЭИ), дающем пучок протонов с энергией до 2 МэВ и током до 3 мкА.

Частицы могут приобретать положительный заряд и образовывать упорядоченные структуры при облучении интенсивным ультрафиолетовым излучением. В условиях микрогравитации эксперименты с пылевой плазмой, индуцированной ультрафиолетовым излучением, открывают область изучения естественного образования плазменных кристаллов в космосе, так как одним из механизмов зарядки пылевых частиц в условиях космического пространства при наличии интенсивных потоков ультрафиолетового излучения является фотоэмиссия. В условиях микрогравитации может образовываться существенно трехмерный кристалл, недеформированный силой тяжести, и, как результат, такие исследования могут пролить свет как на механизм взаимодействия макрочастиц, включая возможность их притяжения, так и на возможность существования плазменного кристалла со свободными границами.

Все это послужило основанием для постановки космического эксперимента “Плазменный кристалл” на российском орбитальном комплексе (ОК) “Мир”, в рамках которого предполагалось изучить образование упорядоченных плазменно-пылевых структур при фотоэмиссионной зарядке частиц солнечным излучением. В 1998 году на борту орбитального комплекса “Мир” совместно с РКК "Энергия" и ИТЭС ОИВТ РАН, по инициативе В.Е. Фортова были поставлены первые эксперименты по изучению плазменно-пылевых структур в условиях микрогравитации с использованием установок "Плазменный кристалл-1" и "Плазменный кристалл-2". Было обнаружено, что в условиях эксперимента при воздействии интенсивного солнечного излучения исследуемые частицы (бронзы) заряжались путем фотоэмиссии и приобретали положительные заряды порядка 10⁴ элементарных зарядов. Экспериментальные данные также позволили сделать вывод о формировании частицами в условиях микрогравитации жидкостных структур. В эксперименте "Плазменный кристалл-2" была также изучена динамика макрочастиц и образование упорядоченных структур в тлеющем разряде постоянного тока в условиях микрогравитации.

В начале 1998 г. было принято решение о проведении совместного российско-германского эксперимента «Плазменный кристалл-3» («ПК-Нефедов») на борту Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) в соответствии с Программой научных исследований Росавиакосмоса. Этот эксперимент является также показательным примером эффективного международного сотрудничества. Научными руководителями эксперимента «Плазменный кристалл-3» стали академик В.Е. Фортов и профессор Г.  Морфилл, директор Института внеземной физики Научного общества им. Макса Планка. Постановка и подготовка эксперимента осуществлялась ИТЭС ОИВТ РАН с участием Института внеземной физики (Германия) и Ракетно-космической корпорации «Энергия». Эксперимент поддерживался Германским космическим агентством (DLR) и Министерством промышленности, науки и технологий Российской Федерации. Подготовка космонавтов к работе с экспериментальным оборудованием осуществлялась постановщиками эксперимента при участии Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина. В 2002 г. на базе ИТЭС ОИВТ РАН и Института внеземной физики Научного общества им. Макса Планка (Германия) был организован Международный научно-исследовательский центр по физике низкотемпературной плазмы, содиректором которого стал В.Е. Фортов.

Эксперимент «Плазменный кристалл-3» выполнялся космонавтами в соответствии с программой экспериментов, радиограммами с Земли и радиопереговорами с учеными, находившимися в Центре управления полетами (ЦУП). В экспериментах «Плазменный кристалл-3» впервые наблюдалось формирование протяженных трехмерных упорядоченных структур, впервые обнаружено возникновение самопроизвольных низкочастотных колебаний пылевой компоненты, появление областей с конвективным движением заряженных макрочастиц («плазменно-пылевые вихри»), получены новые данные о поведении плазменно-пылевых структур из заряженных частиц различного размера (сепарация частиц, пограничные зоны и др.), впервые наблюдалось формирование нелинейных волн плотности пылевой компоненты при внешнем воздействии, получены новые данные о зарядке и коагуляции пылевых частиц.

С конца 90-х годов в ИТЭС ОИВТ РАН, совместно с Московским физико-техническим институтом, исследуется воздействие электронного пучка на плазменно-пылевые структуры из частиц различных материалов в высокочастотном (вч) разряде низкого давления. Выполнены экспериментальные исследования по воздействию электронного пучка с энергией 25 кэВ и током 1-20 мА на пылевые частицы и на плазменно-пылевые структуры из микронных частиц различных материалов в высокочастотном разряде. С помощью электронного пучка можно было управлять пылевой структурой, сдвигать ее или разрушать. Непосредственное воздействие электронного пучка на пылевые частицы в плазме сопровождается увеличением их заряда, происходит передача импульса электронами пучка при столкновении, что приводит к динамическому сдвигу и разрушению пылевой структуры.

В 2000-2004 гг. в пионерских работах, поставленных в ИТЭС ОИВТ РАН, впервые экспериментально проведен структурный и динамический анализ плазменно-пылевых образований в тлеющем разряде постоянного тока при температурах жидкого азота (77 К) и жидкого гелия (4.2 К). Рассчитаны парные корреляционные функции пылевых структур, температуры и коэффициенты диффузии микрочастиц. Впервые обнаружены развитие плазменно-пылевой неустойчивости (нелинейных автоколебаний) в плазменно-пылевой структуре при температуре 77 К. При температуре жидкого гелия (4.2 К) впервые обнаружены плазменно-пылевые протяженные структуры со свободной поверхностью, движущиеся в плазменном столбе.

Из приоритетных достижений ИТЭС ОИВТ РАН последних лет можно выделить экспериментальное исследование трехчастичной корреляции для макрочастиц в пылевой плазме, выполненное впервые, а также восстановление потенциала взаимодействия между пылевыми частицами в плазме по форме измеренных парных корреляционных функций методами, основанными на гиперцепном приближении и уравнениях Перкуса-Йевика с использованием решения уравнения Орнштейна-Цернике для различных параметров экранированного кулоновского потенциала. В последние годы в ИТЭС ОИВТ РАН также начаты экспериментальные исследования и получены первые результаты для процессов теплопереноса и вязких свойств плазменно-пылевых жидкостных структур.

Таким образом, в последнее десятилетие изучение свойств пылевой плазмы приобрело особый размах после экспериментального обнаружения плазменно-пылевых кристаллов. Благодаря своим уникальным свойствам, пылевая плазма успешно используется для решения как фундаментальных, так и прикладных задач. Простота визуализации позволяет производить измерения пылевой компоненты на «кинетическом уровне», при этом возможен детальный анализ структурных и кинетических свойств дислокаций и других дефектов пылевой кристаллической решетки, имеющей много общего с обычной кристаллической решеткой твердых тел. Большой интерес вызывает изучение легко возбуждаемых линейных и нелинейных низкочастотных колебаний, и их неустойчивостей. Изучение фазовых переходов в системах симметричных и асимметричных пылевых частиц дает полезную информацию о критических явлениях и процессах самоорганизации, в частности, о возможности естественного образования плазменно-пылевых упорядоченных структур во Вселенной. Проведены первые космические эксперименты в условиях микрогравитации на станциях «Мир» и МКС, где получен ряд важных, а иногда неожиданных результатов.

Среди прикладных задач одной из основных является проблема удаления пылевых частиц при производстве компьютерных микросхем методами плазменных технологий, для ее решения необходимо глубокое понимание физических процессов в газоразрядной пылевой плазме. Кроме того, уникальная возможность удержания и контроля физико-химических свойств пылевых частиц делает плазму прекрасной средой для создания порошков с заданными свойствами и их модификации. Недавно было предложено преобразование ядерной энергии в электрическую осуществлять за счет фотовольтаического эффекта в широкозонных полупроводниках на основе алмаза и нитрида бора. Создание таких источников тока стало возможным, в первую очередь, в результате исследований по физике ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы.

По результатам проведенных исследований В.Е. Фортовым с соавторами было выпущено около 30 монографий и более 900 оригинальных статей в ведущих зарубежных и отечественных журналах. Выдающийся вклад академика В.Е. Фортова в развитие фундаментальной и прикладной науки высоко оценен как на государственном, так и на мировой уровне. Он является лауреатом Государственной премии СССР, Государственной премии России, трех Премий Правительства РФ в области науки и техники, премии Правительства РФ в области образования, Государственной премии РФ им. Маршала Советского Союза Г. К. Жукова, он был полным кавалером ордена "За заслуги перед Отечеством", награжден орденом Трудового Красного Знамени, орденом Почета, орденом Дружбы, орденом Александра Невского, многими медалями СССР и РФ среди которых медаль С.П. Королева, М.В. Келдыша, Г.Н. Бабакина, В.Г. Шухова, И.В. Курчатова и другими. Был отмечен государственными наградами иностранных государств: являлся кавалером орденов Почетного легиона (Франция), "За заслуги перед Федеративной Республикой Германией".

В.Е. Фортов был лауреатом престижных Международных премий: Международной энергетической премии "Глобальная энергия", Международной премии Фонда Андрея Первозванного "За Веру и Верность", Демидовской премии. Был удостоен ряда научных международных именных премий: им. А.П. Карпинского, П. Бриджмена, М. Планка, Х. Альфвена и Дж. Дюваля. Отмечен именной премией РАН - им. А.Г. Столетова. Награжден Международной золотой медалью ЮНЕСКО им. А. Эйнштейна, избран членом многих иностранных и международных академий и университетов, был заместителем председателя Международной программы ЮНЕСКО по фундаментальным наукам.

Был членом ряда зарубежных академий и научных обществ: Европейской академии наук, Королевской инженерной академии Великобритании, Шведской Королевской инженерной академии, Международной академии астронавтики, Общества Макса Планка, Национальной инженерной академии США, Национальной академии наук США, Национальной академии наук Республики Казахстан, Американского физического общества, Международного планетарного общества и других.

Государственная, научно-организационная и педагогическая деятельность

Напряженную и разностороннюю научную деятельность В.Е. Фортов сочетал с большой государственной и научно-организационной работой, которую он выполнял с присущей ему целеустремленностью, ярко выраженной активной позицией и бескомпромиссностью. В разные годы он занимал посты председателя Российского фонда фундаментальных исследований, заместителя председателя Правительства РФ - председателя Государственного комитета по науке, научно-технической политике и технологиям РФ, министра науки и технологий РФ, вице президента РАН, являлся членом Совета по науке и высоким технологиям при Президенте РФ. Выдвижение В.Е. Фортова на ответственные академические и государственные должности пришлось на трудные, драматические для российской науки годы, когда последовавшие за развалом СССР события практически разрушили систему финансирования фундаментальной науки, вызвали «утечку умов» за границу, отток талантливой молодежи в другие, более престижные и оплачиваемые отрасли. На всех своих постах В.Е. Фортов делал все возможное для спасения российской науки, и во многом благодаря его усилиям этот негативный процесс был приостановлен. Под его руководством Российский фонд фундаментальных исследований превратился в настоящий конкурсный фонд - первое российское учреждение, в котором родилась новая для российской науки форма независимой экспертизы. Во время своего вице-премьерства В.Е. Фортов доказал, что даже в безнадежной ситуации он умеет биться за"деньги для науки”, максимально приближая выделяемый объем финансирования к заданному законом проценту от ВВП. До сих пор не превзойден «пик Фортова» - рекордный за последние полтора десятилетия размер выделенного государством годового финансирования на науку. Несмотря на все трудности переходного времени, ему удалось реализовать несколько крупномасштабных проектов, касающихся науки в целом. В частности, по инициативе В.Е. Фортова и под его руководством был создан Межведомственный суперкомпьютерный центр с ЭВМ МВС 1000М производительностью 1 терафлопс (триллион операций в секунду), занимающей по этому показателю третье место в мире.

В мае 2013 года, набрав 58,3% голосов был избран главой Российской академии наук, и 8 июля того же года утвержден Президентом РФ Владимиром Путиным. После объявленной в 2013 году реформы РАН, в результате которой к академии были присоединены Российская академия медицинских наук и Российская академия сельскохозяйственных наук, 27 марта 2014 года на первом общем собрании объединенной академии наук Владимир Фортов был наделен полномочиями на трехлетний срок. Он выступал против реформы РАН. В декабре 2015 года в интервью телеканалу "Россия-24" заявил, что это "самая радикальная и самая опасная реформа из всех, которые переживала академия", и, по его словам, она привела только к росту бюрократии в научной среде. В 2017 года по своей просьбе, распоряжением премьер-министра РФ Дмитрия Медведева, был освобожден от должности президента РАН. Последние годы В.Е. Фортов был академиком-секретарем Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН.

Кроме того, В.Е. Фортов был председателем ряда Межведомственных координационных советов, Советов РАН по научным проблемам, диссертационного совета по специальностям «Физика плазмы» и «Теплофизика и теоретическая теплотехника», главным редактором журнала «Теплофизика высоких температур» и членом редколлегий ряда международных и отечественных научных изданий. Он вел большую педагогическую работу, заведуя кафедрой физики высокотемпературных процессов МФТИ и являясь профессором кафедры физики высоких плотностей энергии того же института. В.Е. Фортов был руководителем крупной научной школы, среди его учеников - 11 докторов и более 30 кандидатов наук, он являлся Почетным работником высшего образования России.

Присущие академику В.Е. Фортову фантастическая работоспособность, творческая активность, умение организовать и вести за собой научные коллективы, наверное, были бы невозможны, если бы он с таким же азартом не занимался спортом: он – мастер спорта по баскетболу и парусному спорту; совершил погружение на атомной подводной лодке К-461 "Волк" и на глубоководном аппарате "Мир" в озеро Байкал в рамках международной научно-исследовательской экспедиции "Миры на Байкале"; был участником Высокоширотной арктической глубоководной экспедиции на Северный полюс на научно-исследовательском судне "Академик Федоров" и атомном ледоколе "Россия"; Международной антарктической экспедиции на Южный полюс и Полюс относительной недоступности; обошел на яхте мыс Горн и мыс Доброй Надежды.

Решением Международного астрономического союза его именем названа одна из малых планет Солнечной системы - Fortov.