О новых технологиях рассказал директор Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Александр Макаров. Также он сообщил о создании научного судна и много нового интересного.
Прорывные исследования в Антарктиде
— Интересы ученых института очень широкие. Они состоят в изучении природной среды в полярных районах. Однако фундаментальные данные, которые получают специалисты, востребованы в различных сферах. Например, в судоходстве, строительстве, добыче полезных ископаемых.
В частности, ученые исследуют, как холод, лед, мерзлота и другие факторы воздействуют на различные конструкции. В дальнейшем научные знания используются для решения практических задач. Например, для обустройства населенных поселков, строительства дорог, мостов, линий электропередач, газопроводов и другой инфраструктуры в высоких широтах.
— По сложности новый зимовочный комплекс на станции «Восток» в Антарктиде сопоставим с космическим кораблем. Это образец прорывных инженерных решений, основанных на фундаментальных научных данных. В частности, 65-сантиметровые наружные стены представляют собой слоеный пирог из инновационных материалов. Окна снабжены клапанами, которые автоматически выравнивают давление внутри и снаружи здания.
Модули комплекса опираются на трехметровые опоры, оборудованные электрическими домкратами. В случае сильных заносов они помогут конструкциям выбраться из-под сугробов и утрамбовать под собой снег. А всего в Антарктиде действует 10 российских станций — пять круглогодичных и столько же сезонных.
— В Антарктиде ученые готовятся пробурить скважину глубиной около 3,7 км к подледному озеру Восток. Она заменит существующую и даст возможность доставить в водоем спускаемые аппараты и изучать озеро в постоянном режиме. Эти исследования потребуют новых инженерных решений. Они касаются бурового инструмента, заливочных жидкостей и приборного комплекса.
Озеро Восток имеет фундаментальное значение для науки. С его помощью ученые рассчитывают приоткрыть тайны зарождения жизни на планете. При этом его изучение сопряжено с колоссальными трудностями. Однако, в будущем опробованные полярные технологии пригодятся на новых планетах. Например, при бурении ледовых шапок на Марсе или 30-километровых корок льда на спутнике Юпитера Европе.
Основные исследования в Арктике
— Все работы, которыми занимаются ученые вносят вклад в мировую науку. Из наиболее значимых — изыскания в Арктике, где специалисты изучают вирусы и бактерии, которые вытаивают из многолетней мерзлоты и льда. Эти патогены — современники мамонтов и шерстистых носорогов. Некоторые из микроорганизмов устойчивы к современным антибиотикам и представляют опасность для человека.
— Из наиболее важных прикладных исследований можно отметить систему мониторинга многолетней мерзлоты в России. Это 140 автоматических станций, распределенных по стране. Они будут в непрерывном режиме производить замеры температуры и влажности почвы на разных глубинах. Сеть охватит территорию залегания многолетней мерзлоты, которая занимает 2/3 нашей страны.
— В 2029 году будет спущено на воду новое научное судно «Иван Флоров». Оно рассчитано на перевозку до 2,5 тыс. т грузов за рейс. Важно, что судно готово работать во всех широтах — от Северного полюса до Антарктиды. Кроме того, судно сможет преодолевать льды толщиной до метра, а также производить выгрузку на необорудованном берегу. Это позволит экспедициям работать в труднодоступных местах, где невозможно использовать обычные причалы.
На борту судна будет размещено до 20 лабораторий. Перспективным решением стало их обустройство по модульному принципу, что позволяет оперативно менять тематику исследований по мере появления актуальных задач. Таким образом, научный комплекс судна не устареет на протяжении всего срока его эксплуатации.
Продолжаются экспедиции самодвижущейся платформы «Северный полюс». Полярники провели уже более полусотни исследований и собрали уникальные данные о природе и климате Арктики. Эти данные необходимы, чтобы уточнить прогностические модели. Это, в свою очередь, поможет делать детальные прогнозы для навигации по трассе Севморпути.
— Ученые применяют современные беспилотные и роботизированные технологии. Подобные средства производства крайне нужны, поскольку исследуемые пространства огромны, а возможность присутствия людей на них ограничена. БПЛА могут оперативно производить локальную ледовую разведку и выполнять наблюдения, отслеживая параметры движения воздушных масс, влажность, температуру, содержание примесей в воздухе и т.д.
Стоит отметить, что полярные беспилотники — это нетривиальная задача, к ним предъявляются повышенные требования. Например, они должны быть устойчивы к низким температурам, обледенению, ветру и химическому составу морской воды. Кроме того, связь с аппаратом не должна прерываться из-за магнитных бурь, более интенсивных в приполярных широтах.
— В нашем институте работают над задачей насыщения арктических акваторий автоматическими станциями на дрейфующих платформах и на стационарных буях. С них информация будет в непрерывном режиме поступать в центр обработки данных, что позволит точнее отслеживать движения водных масс и климатические процессы. Работа в этих направлениях ведется совместно с профильными предприятиями.
Также ученые разрабатывают роботизированные подводные планеры и профилографы. Первые из них имеют движитель переменной плавучести, что позволяет без значительных энергозатрат погружаться и подниматься в водных толщах. Вторые — самостоятельно перемещаются вдоль троса, закрепленного на якоре. Они могут работать в автономном режиме и передавать данные во время всплытия через спутники.
Андрей Коршунов Источник Публикуется в сокращении
