코넨코바는 아름답고 총명한 데다 신비한 매력까지 물씬 풍기는 여성으로, 소련의 여성 스파이 30명 중 가장 유명한 한 명으로 꼽힌다. 1924년 조각가 남편을 따라 미국으로 건너간 그녀는 5개 국어를 구사하는 변호사로 위장한 뒤 20년간 미국 사교계를 드나들었다. 특히 미국의 원자탄 개발 프로젝트 기밀을 빼내려고 아인슈타인에게 접근한 건 가장 큰 성과였다.
코넨코바는 아인슈타인의 마음을 사로잡아 애인이 됐고, 10년간 관계를 유지했다. 아인슈타인은 그녀의 정체를 뒤늦게 알았음에도 신고하지 않을 정도로 그녀를 사랑했다. 두 사람의 관계는 1998년 공개된 아인슈타인의 편지로 알려졌다.
1945년 7월 16일, 미국은 첫 번째 원자폭탄 폭발 실험에 성공했다. 소련은 최대한 빨리 미국의 원자폭탄 연구 개발 정보를 손에 넣어야 했는데, 이를 위해 투입된 인물이 바로 코넨코바다. 그녀는 아인슈타인과의 관계를 이용해 소련 정보기관과 미국 과학자의 만남을 주선하라는 임무를 받는다.
그해 8월, 이인슈타인과 여행을 떠난 그녀는 자신이 스파이임을 밝혔다. 아인슈타인은 코넨코바의 처지를 충분히 이해했다. 그러면서 임무가 실패할 경우 그녀의 처지가 곤란해질 것을 우려해 결국 뉴욕 주재 소련 영사관 부영사 유리 미하일로프를 만났다. 아인슈타인은 소련에 미사일과 핵무기 등 최첨단 기술 자료를 건넸고, 얼마 뒤 소련은 원자폭탄 실험에 성공했다.
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