В рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям») специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН, г. Новосибирск) начали проектирование энергосберегающего и экологически безопасного источника рентгеновского излучения высокой яркости. По оценкам, его потребление электроэнергии будет на порядок меньше, чем у существующих источников.

Данное излучение широко используется в мире биологами, химиками, геологами, материаловедами и другими специалистами. С его помощью они определяют элементный состав вещества, изучают свойства новых материалов, исследуют быстропротекающие процессы, расшифровывают структуру белков и многое другое. Источники рентгеновского излучения обеспечивают возможность мультидисциплинарных исследований, без них невозможно развитие многих фундаментальных и прикладных областей науки.

«Десятки источников рентгеновского излучения высокой яркости на основе электронных ускорителей работают во всех экономически развитых странах мира. Каждая такая установка круглосуточно потребляет несколько мегаватт электроэнергии, что сравнимо с энергопотреблением небольшого города. В 21 веке человечество практически достигло пределов энергопроизводства и соответствующих тепловых выбросов, поэтому энергосбережение стало одной из первоочередных задач современной техники», – прокомментировал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН член-корреспондент РАН Николай Винокуров.

В частности, физики ИЯФ СО РАН предложили создать источник рентгеновского излучения высокой яркости с низким (на порядок меньшим, чем в существующих и строящихся источниках) энергопотреблением. Такой качественный выигрыш достигается применением новых технологий.

«Например, магнитная система электронного накопителя, которая в существующих источниках использует электромагниты, может быть построена на основе постоянных магнитов из сплава неодим-железо-бор. Кроме нулевого потребления электроэнергии, магнитная система на постоянных магнитах обеспечивает высокую стабильность параметров излучения, так как магнитное поле в ней никогда не выключается. Высокостабильные постоянные магниты с высокой намагниченностью были изобретены в СССР в шестидесятые годы прошлого века, а к концу прошлого века в Китае было налажено массовое производство таких магнитов. Поэтому сейчас высококачественные постоянные магниты относительно дёшевы и стоимость магнитной системы на их основе в несколько раз меньше стоимости аналогичной магнитной системы с электромагнитами», – отметил Николай Винокуров.

Другая технология, развитая к концу прошлого века – сверхпроводящие магниты с полем более 10 Тесла. Их применение позволяет существенно понизить энергию электронов в источнике. Это снижает не только размеры источника, но и его радиационную опасность. Последнее позволяет разместить установку в стандартном промышленном здании, как это показано на рисунке, что в несколько раз уменьшает строительные затраты.

Разрабатываемые энергосберегающие недорогие и простые в обращении источники рентгеновского излучения могут быть построены при больших университетах и использоваться для мультидисциплинарных исследований и обучения студентов и аспирантов. Наличие таких источников качественно изменит уровень научно-технологических разработок в больших университетах, так как последние не только получат постоянный доступ к излучению, но и смогут модернизировать свои источники в соответствии с потребностями конкретных экспериментов с использованием рентгеновского излучения.

Часть первая: Когда в умах согласья нет

Часть Вторая: Призрак разрухи?

Буквально на следующий день после «эпохального» выступления главы Еврокомиссии перед своими коллегами (см. Первую часть), агентство Bloomberg ошарашило своих читателей очередной тревожной новостью: «Европа готовится к отключению электроэнергии в целях предотвращения энергетического хаоса предстоящей зимой». Это уже похоже на какую-то страшную антиутопию. Тем не менее, ситуация в европейской энергетике складывается сейчас именно так.

Bloomberg живописует этот сценарий, не жалея красок. Представим, что на дворе декабрь и температура за окном падает. В это время люди включают отопление, готовят ужин, параллельно включая стиральные машинки и смотря телевизор. Всё как обычно. Однако на этот раз у сетевых операторов во многих европейских странах уже нет выбора вариантов, чтобы поддержать работу сети в привычном режиме. Включается «красный сигнал», предупреждающий о том, что силы на пределе. Уже отключены некоторые крупные промышленные потребители, понижено напряжение и даже массово разосланы сообщения домохозяйствам о необходимости ограничения потребления электроэнергии. Многие входят в положение, но не все. В результате оператору приходится отключить часть потребителей, дабы избежать коллапса всей системы.

Сегодня к такому драматическому сценарию, утверждается в статье, готовятся правительства по всей Европе, поскольку энергетический кризис усиливается каждую неделю. Так, французский сетевой оператор уже заявил о том, что этой зимой придется просить граждан о сокращении потребления электричества в несколько раз, в противном случае их ждут веерные отключения.  Схожие опасения высказывают и в Финляндии.

Эксперты видят проблему в банальной нехватке газа, в чем, как мы знаем, принято обвинять Россию. Однако такое солидарное «назначение» виновника проблемы ничего на деле не решает. Проблема сохраняется. Несмотря на всю кажущуюся фантастичность сценария с веерными отключениями, эксперты ссылаются на уже известные прецеденты. Например, вспоминают техасский блэкаут в феврале 2021 года, когда без света остались миллионы людей. Калифорния во время сильной летней жары время от времени также подвергается веерным отключениям. И если такое происходит в США, то с чего мы взяли, что в Европе ничего подобного произойти не может?

Естественно, большую роль должны сыграть погодные явления. По мнению одного эксперта, если зимой случатся аномальные морозы, то техасского сценария Европе не избежать. Поэтому жители европейских стран уже сейчас должны осознать всю серьезность ситуации и приготовиться к жесткой экономии электроэнергии. Таким путем каждый из них сможет помочь общему делу. Помимо этого, согласно отчету аналитиков из Goldman Sachs Group Inc., чем сильнее сокращается потребление газа в летний период, тем ниже вероятность зимних отключений электричества.

О самих способах экономии энергии, к которой нынче активно призывают ответственные лица, говорилось не раз. Некоторые способы дали уже повод для едких шуток и анекдотов. Например, чиновники призывают граждан использовать термостаты, сократить время принятия душа, понизить температуру в помещениях на пару градусов. Параллельно сокращается температура воды в общественных бассейнах и происходит отключение наружного освещения общественных зданий в ночное время. По мнению технических специалистов, вынужденная, запланированная экономия, даже если она сопровождается краткосрочным отключением электричества (примерно на пару часов) все же намного лучше незапланированной авральной ситуации, когда возникает хаос в сетях, в результате чего последующий цикл восстановления нормальной работы сети сильно затягивается. В общем, курс на экономию выбран недвусмысленно и вполне осознанно.

Как мы уже писали выше, руководство ЕС, не особо рассчитывая на высокую сознательность граждан, предложило ввести меры по обязательному пятипроцентному сокращению спроса на электроэнергию в часы пик. Вместе с тем, как отмечают эксперты, европейские чиновники недостаточно последовательны в своих решениях, поскольку, объявляя меры по принудительной экономии, одновременно устанавливают потолок цен на электроэнергию, что никак не способствует сокращению спроса.

Тем не менее, вводимый режим экономии дает европейским руководителям надежду на то, что у них есть хороший шанс пройти зиму без особых авралов. «Образцовым» примером на этот счет служит Калифорния, где якобы уже научились адаптироваться к экстремальным условиям, вынуждая домохозяйства и крупные энергоемкие компании сокращать потребление электроэнергии во время пиковых нагрузок. Для этого просто рассылается предупреждение: мол, отключайте насколько возможно всё второстепенное потребление до такого-то часа, иначе отключат рубильник. Потребители сразу проникаются ответственностью, и в итоге нагрузки очень быстро снижаются до приемлемого уровня.  Данная мера якобы неплохо себя зарекомендовала, позволяя уже не первый год обходиться без веерных отключений.

Как сообщается в статье, во Франции уже публикуются соответствующие оценки, где изучается возможность «калифорнийской» методики. Например, если каждое домохозяйство в критический момент (после соответствующего предупреждения) выключит всего лишь по одной лампочке, то это даст экономию в 600 МВт, что эквивалентно энергопотреблению 600 тысяч жителей. В то же время эксперты сетуют на то, что пока еще идея экономии электричества недостаточно проникла в сознание европейцев. До сих пор можно увидеть по ночам, как в закрытых городских супермаркетах горит свет. То есть еще предстоит долгая работа с населением.

В этой связи интересно отметить реакцию на подобные меры с противоположной стороны – со стороны российских экспертов. Здесь нередко можно встретить сарказм и иронию. В принципе, как справедливо замечают некоторые из них, способы экономии можно с легкостью масштабировать. Например, если в Европе закрыть все предприятия, то энергия будет в избытке. Вопрос лишь в том, стоит ли считать такой шаг прогрессивным? Теоретически, в целях экономии можно спокойно опуститься до уровня позапрошлого века, в том числе – и по уровню качества жизни.

Но можно пойти и другим путем: отменить антироссийские санкции и возобновить долгосрочные контракты с «Газпромом». Руководство ЕС отметает этот путь по идеологическим мотивам, сознательно идя на жертвы, которые (судя по спичу главы Еврокомиссии) сознательно ассоциируют с военным положением. Тем самым Европа повышает ставки в этой большой геополитической игре. Однако еще не факт, что у кого-либо здесь есть гарантии победы.

Константин Шабанов

Двигатель – основной источник шума в самолете. Поэтому авиаконструкторы дополняют его обязательным аксессуаром в виде шумоподавляющих конструкций. Как правило, их изготавливают из полимерного композита. Он представляет собой соединение нескольких разнородных материалов в один новый материал с новым набором свойств. С помощью полимерного композита самолет можно сделать легче, тише и аэродинамичнее. Однако наряду с имеющимися преимуществами изделия из композитных материалов обладают рядом недостатков, один из которых – высокая восприимчивость к образованию и накоплению дефектов между соединенными слоями. Исследователи из Пермского Политеха выяснили, что помочь авиастроению в решении этой проблемы для
звукопоглощающих конструкций может технология 3D-печати. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Его результаты вносят вклад в обеспечение технологического суверенитета России.

В основе исследования, опубликованного в журнале «Дневник Науки» (№3, 2022г.), лежит оригинальная гипотеза, что на качество шумоподавления влияет не только материал детали, но и технология ее изготовления. В ходе эксперимента команда из ПНИПУ сравнила два образца звукопоглощающих конструкций авиадвигателя. Первый был изготовлен распространенным в авиастроении методом с помощью воздействия давления и температуры из полимерного композита, а второй – из ABS-пластика при помощи аддитивных технологий, более известных как 3D-печать.

— С целью исследования внутренней структуры изделий из полимерного композита, а также для выявления возникающих технологических дефектов, например, щелей, затекания и вспенивания клея, используются различные методы неразрушающего контроля. Для целей нашего исследования мы выбрали рентгенографию, поскольку она позволяет получить объемное представление о внутренней структуре образца и его скрытых дефектах, — комментирует ход эксперимента инженер кафедры ракетно-космической техники и энергетических систем аэрокосмического факультета ПНИПУ Олег Кустов.

С помощью рентгена ученым удалось зафиксировать дефекты и деформации образцов, влияющие на качество звукопоглощения. Далее образцы испытывались при высоких уровнях звукового давления – 140 и 150 децибел. Для этого их поместили в акустический интерферометр. Это устройство, смоделированное и изготовленное в 2018 году в лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа (ЛМГШиМА) центра акустических исследований ПНИПУ, генерирует акустическое воздействие при высоких уровнях звукового давления.

Результаты эксперимента показали расхождение акустических характеристик образцов. Так, образец, изготовленный при помощи аддитивных технологий, оказался более эффективен в звукопоглощении, чем его оппонент, созданный традиционным промышленным способом. А значит, технология 3D-печати может найти новое применение в авиастроении.

Пресс-служба Пермского Политеха

Часть первая: Когда в умах согласья нет

Крылатая фраза знаменитого советского генсека Леонида Брежнева об «экономной экономике» начинает неожиданно воплощаться в жизнь на европейских просторах. Есть в этом что-то символическое: именно при Брежневе Европа стала постепенно «подсаживаться» на российский (тогда еще – советский) газ. И вот теперь, когда в пылу геополитических амбиций западный мир начинает решительно «прикручивать вентиль», руководители некогда процветавших стран намереваются проводить в жизнь политику принудительного затягивания поясов.

Сегодня в западных СМИ, размышляющих над проблемами энергетического кризиса, гуляет весьма забавная сентенция, выданная одним из экспертов: дескать, самая чистая энергия – та, которую вы… не используете! Это похоже на абсурд, но именно к такой постановке вопроса приходят европейские политики, возведя экономию энергии в самую важную добродетель современного гражданина.

Впрочем, моральным поощрением и уговорами дело не обходится. В силу вступают правовые рычаги. Так, 14 сентября Европейская комиссия объявила о целевых показателях по сокращению спроса на электроэнергию, куда входит обязательное пятипроцентное снижение потребления в часы пик. Данное решение, как мы понимаем, связано с ожидание «трудной зимы», вызванной-де сокращением поставок энергоресурсов из России (наложенные на Россию санкции, естественно, в качестве первопричины недопоставок не рассматриваются).

Таким путем Брюссель собирается увеличить предложение на энергетическом рынке (!) и тем самым посодействовать снижению цен. Согласно расчетам, снижение спроса на электричество в часы пик приведет к экономии 1,2 миллиарда кубометров природного газа в зимний период. Указанный целевой показатель принят как обязательный для исполнения. Ограничение затронет примерно 10% повышенного спроса на каждую неделю (это примерно по 3-4 часа в каждый будний день). Как прокомментировал данное решение глава ЕС по климату Франс Тиммерманс, пятипроцентное ограничение должно выполняться всеми ради уменьшения зависимости Европы от «дорогих» газовых электростанций в часы повышенного спроса на электричество.

С точки зрения чиновника, подобная экономия имеет основополагающее значение для успешной реализации всех мер по преодолению энергетического кризиса. На его взгляд, сокращение спроса дает возможность сбалансировать энергетический рынок и тем самым снизить счета за электроэнергию. Помимо прочего, снижая потребление энергии, мы уменьшаем количество выбросов (как без этого!). И самое главное, снижение спроса якобы сделает европейцев невосприимчивыми к «газовым играм» (gas games) России. Без сокращения спроса, уверен чиновник, это не станет работать.  

Таким образом, решение о сокращении потребления электроэнергии стало логическим продолжением мер по сокращению потребления российского газа, принятых руководством ЕС еще в июле этого года. Впрочем, не всех устраивает затеянная инициатива по экономии электричества. И пока еще неизвестно, пройдет ли она утверждение в качестве юридически установленной нормы. Некоторых правительственных чиновников не совсем устраивает жесткая «обязаловка», на которой настаивает упомянутый Франс Тиммерманс.

Помимо этого, есть еще один целевой показатель, пока что не обязательный, но весьма желательный. Речь идет о планах по общему снижению спроса на электроэнергию на 10% к 31 марта следующего года.

Короче говоря, европейская стратегия развития использует весьма неоднозначные ориентиры, которые как-то плохо вяжутся с планами по масштабной электрификации основных процессов в хозяйственной деятельности, включая полную электрификацию автомобильного транспорта и переход на тепловые насосы в качестве основного оборудования для отопления зданий (напомним, что тепловые насосы работают на электрической энергии). Если еще учесть, что на Западе начинается информационная кампания по дискредитации газовых плит и пропаганде электрических варочных панелей (о чем мы когда-нибудь поговорим отдельно), становится не совсем понятной логика указанной борьбы за «экономию» электричества.

Что еще не менее странно, так это то, что параллельно европейские чиновники провозглашают реализацию программ по производству «зеленого» водорода, которые наверняка потребуют дополнительных затрат электрической энергии, причем – в промышленных масштабах. Как раз 14 сентября, когда было объявлено о пятипроцентном снижении спроса на электричество, глава Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен заявила о намерении создать так называемый «Европейский водородный банк».  По ее словам, настало время для того, чтобы перевести «зеленый» водород из строго локализованных («нишевых») сегментов экономики к более масштабному использованию. Судя по словам чиновницы, запланированные ранее показатели по производству водорода на 2030 год должны быть пересмотрены в сторону увеличения (как минимум вдвое). Для указанных целей, считает она, необходимо серьезно поддержать компании, готовые включиться в производство «зеленого» водорода. Как раз с этими планами связано предложение по созданию «Европейского водородного банка», который сможет инвестировать три миллиарда евро в создание рынка «зеленого» водорода. Сама госпожа фон дер Ляйен считает данную меру вложениями в «европейское будущее».

Несмотря на популярность водородной темы, это заявление оказалось неожиданным для многих, в том числе и для представителей ЕК. Чтобы понять возникшую шумиху, необходимо учесть тот контекст, в котором прозвучало данное предложение. Как отмечается в одной публикации по этому поводу, производство водорода с самого начала рассматривалось исключительно в рамках «зеленого» энергоперехода – как одна из составляющих тотальной декарбонизации экономики. Фактически, переход на водород диктуется стремлением к нулевым выбросам парниковых газов, чем, собственно, и оправдывается внедрение технологий его производства (весьма затратного на сегодняшний день). Еще раз заметим, что речь идет о «зеленом» водороде, производимом посредством электролиза, в котором участвуют возобновляемые источники энергии (преимущественно, ветер).

Иными словами, производство водорода ни в коей мере нельзя увязывать с планами по энергосбережению. Автор статьи заостряет внимание на этом моменте. Водород, напоминает он уважаемой главе Еврокомиссии, выступает не в качестве источника энергии, а в качестве ее поглотителя. Для его производства посредством электролиза потребуется ОГРОМНОЕ КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ, поскольку данный процесс весьма энергоемкий. В настоящее время львиная доля электрической энергии, замечает автор, производится за счет сжигания ископаемого топлива. В этой связи становится не совсем понятно, на какой энергии будут работать электролизеры в случае масштабной реализации озвученных «водородных» планов.

Подобные недоразумения вряд ли являются результатом полного непонимания физических основ процесса. Скорее всего, рассуждает автор статьи, глава Еврокомиссии банально попала под влияние водородного лобби. То есть речь идет о тех компаниях, которые намерены неплохо заработать на так называемом энергетическом переходе, используя государственную поддержку.

Нельзя сказать, что это замечание является шокирующим. Тем не менее, у нас есть все основания для таких подозрений. Энергетический кризис обострил социальные противоречия до предела, и как показывает практика, в трудных условиях (вопреки пафосным заявлениям о европейской солидарности) отдельные группы тянут одеяло на себя, пытаясь использовать органы власти как инструмент для получения собственных выгод. Что касается самой власти,  то пока что нельзя сказать, что ей очень хорошо удается находить здесь необходимый баланс интересов для всего общества в целом. И в этой связи попытка снизить потребность в природном газе через ограничение спроса на электроэнергию – далеко не самое оптимальное решение. Во всяком случае, оно не такое безболезненное, как кажется на первый взгляд.

Константин Шабанов

Окончание следует

Вице-премьер РФ Дмитрий Чернышенко на встрече с президентом Владимиром Путиным рассказал о об исполнении президентских указов и поручений в курируемых им областях целей, напомнив об установленной поручением президента цели сохранить население, здоровье и благополучие граждан РФ. «Это самая главная задача», — подтвердил в ответ Путин.

Сразу 2 национальные цели работают над этими задачами: демография и здравоохранение. Если первая ориентируется на различные профилактические задачи, которые положительно сказываются на здоровье, то вторая призвана сделать российскую медицину доступной и современной, благодаря подготовке врачей, созданию национальных медицинский исследовательских центров и умному здравоохранению.

Россия расположена в нескольких климатических поясах, а за полярным кругом люди живут в арктическом и субарктическом климате. Жизнь и работа на Крайнем Севере сопровождаются множеством трудностей: суровый климат, транспортная удаленность, высокая стоимость продуктов. И здесь тема здоровьесбережения требует особенного внимания и результативности.

В Сургутском государственном университете прошла 28 октября VII Всероссийская научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы здоровьесбережения человека на Севере». Она собрала врачей, ученых и аспирантов из разных регионов России и Казахстана. Эксперты обсуждали фундаментальные, профилактические, клинические и медико-организационные проблемы здоровьесбережения человека в условиях Севера, а также проблемы и вопросы медицинского образования.

На конференции был презентован стратегический проект Сургутского государственного университета «Югра-Ген», который реализуется при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030». В 2022 году одним из ключевых результатов стал запуск проекта «Код жизни».

Сергей Косенок, ректор Сургутского государственного университета, для «Научно-образовательной политики»:

«Чтобы сохранить здоровье в условиях Севера, важно разобраться с рисками и понимать особенности его формирования.  Причем, это понимание здоровья человека на Севере должно быть не только у врача, но и у каждого жителя. Ученые Медицинского института Сургутского государственного университета работают над решением разных вопросов: формирование культуры здорового образа жизни, внедрение инновационных технологий в здравоохранении, решение проблем кадрового обеспечения. Мы сотрудничаем с ведущими мировыми и российскими центрами».

Людмила Коваленко, директор Медицинского института Сургутского государственного университета, доктор медицинских наук, профессор:

«По актуальным данным средняя продолжительность жизни в нашем регионе — 72 года, и благодаря современным технологиям уже к 2030 году прогнозируется достижения этого показателя 78 плюс. Активное долголетие — важное направление исследований генетики человека в условиях российского Севера. Особенности климатических условий полярной и приполярной зоны вызывают развитие «северного стресса» и способствуют преждевременному старению и более раннему развитию возраст-ассоциированной патологии. Исследования в этой области позволят понять пределы возможной продолжительности жизни и то, как продлить ее активную фазу.

В рамках программы «Приоритет 2030» у нас появилась возможность готовить кадры, наладить партнерские отношения с федеральными научными и образовательными центрами. Благодаря  проекту «Югра-Ген» будет создан центр исследований и разработок мирового уровня. Планируется проведение исследований по установлению взаимосвязи генетических изменений и риском возникновения онкологических, сердечно-сосудистых, нейродегенеративных заболеваний и заболеваний перинатального периода».

В новосибирском Федеральном исследовательском центре информационных и вычислительных технологий (ФИЦ ИВТ) прошла XXIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям.

В мероприятии  приняло участие более 120 молодых ученых из 18 городов: Новосибирска, Томска, Иркутска, Казани, Москвы, Санкт-Петербурга, Петропавловска-Камчатского, Сургута, Уфы и других. Ученые обсуждали актуальные результаты исследований молодых научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов в области математического моделирования, задач искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислений, обработки, защиты и хранения информации и некоторых других. Организаторы мероприятия — ФИЦ ИВТ, Новосибирский государственный университет, НГТУ НЭТИ, СибГУТИ, Институт вычислительного моделирования СО РАН и Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН.

В числе не только участников, но и победителей конференции — студенты НГУ, в частности студент магистерской программы «Нефтяной инжиниринг и математическое моделирование» механико-математического факультета  НГУ Степан Кармушин. Его работа посвящена  математическому моделированию реологии неньютоновских вязкоупругих жидкостей, которые используются в нефтедобыче.

«Лично моей целью было не получить диплом победителя, а поделиться результатами своей работы и послушать о результатах коллег, чтобы потом вместе их обсудить, поэтому атмосфера была исключительно дружеская. Знакомились, обменивались контактами, может, когда-нибудь в будущем и совместные исследования будем вести. Хотя, конечно, конкуренция ощущалась, потому что у большинства ребят работы были, на мой взгляд, очень сильные. Став победителем, чувствую, что двигаюсь в верном направлении», — поделился впечатлениями Степан.

Все победители получили дипломы и небольшие сувениры. Сборник тезисов докладов, представленных на конференции, будет опубликован в электронном виде и проиндексирован в РИНЦ.

По материалам пресс-службы НГУ

Компания «Дата Ист» заключила соглашение о сотрудничестве с Новосибирским государственным архитектурно-строительным университетом (НГАСУ). Сотрудничество предполагает включение в учебную программу курсов по использованию геоинформационного программного обеспечения, открытие исследовательской лаборатории для реализации ГИС-проектов со студентами старших курсов бакалавриата, магистрантами и аспирантами. В учебном процессе и проектной деятельности будет использоваться отечественная инфраструктурная геоинформационная платформа CoGIS, установленная на серверах университета. «Мы предоставляем право использовать платформу CoGIS в учебных и исследовательских целях без ограничений», - отметил генеральный директор компании «Дата Ист» Вячеслав Ананьев.  

Проректор по научной работе и цифровизации НГАСУ Андрей Даниленко уверен, что сотрудничество откроет для студентов и преподавателей новые возможности. «НГАСУ (Сибстрин) сейчас активно занимается развитием технологий информационного моделирования в строительстве. Сотрудничество с компанией «Дата Ист» позволит дополнить ГИС-системы, которые сегодня служат основой для формирования в том числе градостроительной политики, с данными о зданиях и сооружениях, построенных с применением ТИМ-технологий. Это, несомненно, стало бы новым уровнем для развития ТИМ и ГИС-технологий, городской среды, сферы строительства в целом. Также мы рассчитываем, что в результате совместной деятельности мы не только будем лучше готовить молодых специалистов, отвечающих новым требованиям к ключевым компетенциям цифровой экономики, но и у нас появятся собственные аспиранты, преподаватели, научные работники, работающие в области геоинформационных систем и технологий, а также научные разработки в этом направлении», - сказал Андрей Даниленко.

«Самым желательным результатом для нас будут совместные проекты в сфере архитектуры и градостроительства на базе геоинформационной платформы CoGIS. Крайне важно не просто перенести данные из проектов планировки городских территорий и застройки коттеджных посёлков в геоинформационную систему, но дать возможность будущим специалистам обогатить свои навыки современными методами пространственного анализа, открыть новые возможности применения цифровых технологий и программных инструментов в своей деятельности. Для нас как разработчиков такое взаимодействие позволит, с одной стороны, продемонстрировать наши отечественные программные разработки, а с другой, получить живой отклик, полезный для улучшения сервисов и развития программных продуктов, наполнения их новым востребованным функционалом», - поделился Вячеслав Ананьев.

В настоящее время начата работа с двумя кафедрами университета. Объём учебной программы будет зависеть от нагрузки студентов, магистрантов и аспирантов. Вячеслав Ананьев провёл первую лекцию, на которой рассказал о цифровизации и существующих проблемах, работе цифровых платформ и общих принципах отечественной инфраструктурной платформы CoGIS, продемонстрировал ряд полезных сервисов и инструментов, доступных для широкого круга пользователей. Также студентам и преподавателям было представлено бесплатное мобильное приложение Карта РУ, с помощью которого смартфон становится навигатором с возможностью планировать маршрут, добавлять новые объекты на карту, записывать ГЛОНАСС/GPS-треки без привязки к интернету. В рамках встречи студенты выразили желание сделать карту своего кампуса. Эта практическая работа будет запланирована на первых ГИС-уроках на базе платформы CoGIS.

Нынешний год неожиданно вернул актуальность обсуждению последствий применения ядерного оружия, что стало по-настоящему неприятным сюрпризом. Читать книги про «вселенную Метро-2033», конечно, интересно, но вот жить в ней совсем не хочется. Но поскольку, признаем честно, в этом вопросе от нас зависит немного, не лишним будет вспомнить поражающие факторы ядерного взрыва, сколько их и какие.

Последствия конкретного взрыва ядерной боеголовки благодаря многочисленным испытаниям известны детально и подробно описаны в соответствующей литературе. Это ударная волна, световое излучение, электромагнитный импульс и проникающая радиация, заражающая местность и прилегающие слои атмосферы.

Но когда речь заходит о масштабном применении стратегического ядерного оружия, ситуация складывается не столь понятная и однозначная. Поскольку, по понятным причинам, его последствия изучались исключительно на теоретических моделях. Наиболее популярной является модель «ядерной зимы». В ее рамках, предполагается, что в результате выноса в стратосферу некоторого количества дыма и сажи, вызванного обширными пожарами при взрыве нескольких сотен ядерных боезарядов, температура на планете повсеместно снизится до арктической в результате существенного возрастания отражения солнечных лучей от верхних слоёв атмосферы.

Для начала – напомним, как эта модель была создана и как она стала «мейнстримом». Еще в начале 1960-х годов ученые в США озвучили концепцию MAD: Mutual assured destruction, гарантированного взаимного уничтожения сверхдержав в случае полномасштабного обмена ядерными ударами. Но чтобы к ней отнеслись с максимальной серьезностью, ее надо было конкретизировать, обоснованно и детально расписать, что произойдет после того, как утихнут пожары от взрывов боеголовок.

Одна из первых таких моделей предполагала, что ядерные взрывы уничтожат озоновый слой планеты и все живое погибнет. Но даже на пике ядерных испытаний в первой половине 1960-х, когда сверхдержавы выжигали свои полигоны в Семипалатинске и Неваде, на Новой Земле и тихоокеанских островах мощнейшими, заметной корреляции с динамикой содержания озона в атмосфере выявить не удалось.

В итоге появилась более «оптимистичная» модель, согласно которой война все равно будет ужасной, погибнут сотни миллионов, может, миллиарды людей, огромные территории подвергнутся радиационному заражению, но человечество выживет и даже сможет восстановиться. И, возможно, полученный урок заставит-таки людей отказаться от войн. Такие настроения преобладали некоторое время не только в научной среде, но и в фантастической литературе, где пост-ядерное будущее рисовалось мрачным, но, в принципе, пригодным для жизни.

Но в 1982 году в шведском научном журнале «AMBIO» два химика – голландец Пауль Крутцен и американец Джон Бёркс публикуют статью «Атмосфера после ядерной войны: сумерки в полдень», где впервые была изложена концепция «ядерной зимы».

По их расчётам, частицы сажи от множественных пожаров в городах, в лесах (в том числе в таёжных лесах после ударов по районам базирования межконтинентальных баллистических ракет СССР) и на объектах нефтедобычи и нефтепереработки поднимутся в атмосферу и закроют значительную часть земной поверхности от света Солнца, особенно в северном полушарии. Они считали, что пожары продлятся много недель. Экранирование солнечного света в течение длительных периодов вегетационного периода уничтожило бы большую часть производства продуктов питания в Северном полушарии.

В атмосферу попадет больших количеств оксидов азота и реактивных углеводородов, что может привести к возникновению сильного фотохимического смога на большей части Северного полушария. Выделение сильных окислителей, таких как озон и пероксиацетилнитрат (ПАН), при удалении сажи из атмосферы также должно было негативно повлиять на производство продуктов питания во всём Северном полушарии в течение первого года после войны.

Впрочем, авторы статьи считали, что основные последствия придутся на первый год после бомбардировок. И те, кто его переживет, в дальнейшем смогут заняться восстановлением цивилизации. Но затем эту модель стали дорабатывать другие исследователи. В числе первых, советский физик Георгий Голицын из Института физики атмосферы имени А. М. Обухова и его американский коллега (также широко известный как популяризатор науки) Карл Саган. Ранее они уже обсуждали данные, полученные с советских межпланетных станций «Марс-2» и «Марс-3», вышедших на орбиту четвёртой планеты Солнечной системы в ноябре 1971 года. Тогда спутники зафиксировали, что температура пылевых облаков в атмосфере Марса оказалась заметно выше температуры поверхности планеты. Тогда (в 1970-е годы) Голицын вместе с коллегой Александром Гинзбургом предложили теорию, которая объясняла, как на планетах образуются пыльные бури, почему они могут достигать глобальных размеров и как они могут влиять на климат.

Теперь в своей версии модели «ядерной зимы» они учли эту информацию. В 1982 году Голицицын и Гинзбург представили свои первые выводы на международной конференции «Мир после ядерной войны» в Вашингтоне. А в сентябре 1983 года вышла научная публикация в «Вестнике Академии наук». Месяцем спустя в США вышла очень близкая по теме публикация Карла Сагана и его коллег, команды из пяти учёных под неформальным названием TTAPS: по фамилиям Ричарда Турко, Оуэна Туна, Томаса Акермана, Джеймса Поллака и того самого Карла Сагана. После выхода статей Саган созвонился с Голицыным, и дальнейшую работу по ядерной зиме советские и американские учёные вели в изрядной координации.

И вот тут надо отметить весьма интересную особенность. В 1982-1983 годах противостояние СССР и США достигло очередного пика: страны бойкотировали олимпиады, гонка вооружений достигла небывалых темпов, Америка вооружала и тренировала моджахедов, которые затем убивали советских солдат на территории Афганистана. В общем, по накалу ситуация была довольно близка к нынешней. Но вместо нынешнего бойкота российских ученых, мы видим обратное – активизацию сотрудничества.

Можно, конечно, списать все на то, что времена были другие и предположить, что наука тогда меньше зависела от политики. Но только это не так. В те времена и в СССР, и в США ключевые направления науки находились под пристальным вниманием государства, просто проявлялся этот контроль немного по-разному. А в ряде случаев, формат сотрудничества физиков в деле компьютерного моделирования «ядерной зимы» (а именно это стало следующим этапом истории данной гипотезы) прямо предусматривал участие госструктур.

В СССР этой работой, в частности, занимался Владимир Александров из лаборатории Вычислительного центра Академии наук СССР, разрабатывавшей методы вычислительной физики в климатологии. Но, поскольку в США считали возможности ВЦ АН СССР недостаточными, в самый разгар Холодной войны Александрова приглашают поработать с суперкомпьютером Cray X-MP в Ливерморской национальной лаборатории при Калифорнийском университете. Это, на минуточку, один из главных научных центров ядерной программы Америки.

Показательна и фигура главного инициатора этого проекта с американской стороны - Карла Сагана. Он, как говорилось ранее, отдавал популяризации науки не меньше времени и сил, чем собственно научной работе. Более того, у ряда коллег, к примеру, Роберта Частроу, возникали претензии к Сагану по поводу аккуратности научного обоснования его рассуждений. Еще Саган писал научную фантастику, постоянно участвовал в протестах против ядерного оружия и военных программ в США во второй половине 1980-х, и даже был дважды арестован. И его руководящая роль в проекте заставила уже тогда многих физиков задаваться вопросом – сколько в модели «ядерной зимы» науки, а сколько – политики.

А тут еще загадочно пропал его советский коллега, тот самый Александров. 31 марта 1985 года он вышел на прогулку из гостиницы после очередной научной конференции по вопросам о последствиях ядерной войны… и исчез навсегда. Что именно с ним случилось и почему, остаётся загадкой по сей день. Версии о его побеге на Запад или наоборот, об устранении американскими спецслужбами за то, что узнал что-то лишнее в Ливерморе очевидно не объясняют произошедшее. В первом случае, Александров неизбежно объявился бы спустя некоторое время (тем более, в условиях Перестройки отношение к перебежчикам смягчилось), а вторая бессмысленна, ведь после американской командировки прошло больше года, и он успел бы поделиться любыми секретами и с коллегами, и с сотрудниками КГБ.

Однако главные сомнения в верности модели «ядерной зимы» были порождены не биографией Сагана или исчезновением Александрова, а другими научными расчетами и новыми данными, оказавшимися в распоряжении ученых. Такие, как последствия войны в Ираке в 1991 году. Согласно всем моделям особенно тяжёлые последствия для климата должны были нанести массово воспламенившиеся нефтяные месторождения и заводы. Однако, когда войска Саддама Хуссейна при отступлении от войск коалиции подожгли сотни скважин, и огромные полосы чёрного дыма закрыли небеса Востока на долгие месяцы, последствия для глобального климата оказались весьма небольшими.

Уже в нашем веке несколько новых команд исследователей попробовали построить новую модель «ядерной зимы», но разброс результатов оказался достаточно большим. Были вопросы и к методике расчетов. Например, расчёты горения городов и уровней выделения сажи и пепла делались на основе результатов ядерного удара по Хиросиме и стратегических бомбардировок Дрездена и Гамбурга. Однако, основная масса домов в Хиросиме была из бумаги и дерева, и понятно, что такие дома горят совсем иначе, чем современные конструкции. А немецкие города бомбили двумя волнами, первая (осколочно-фугасные бомбы) разрушала кровлю строений, вторая (зажигательные) – поджигала их внутреннюю часть. Но уже известно, что разрушительный механизм ядерного взрыва действует иначе: взрывная и тепловая волны распространятся одновременно. И первая своими разрушениями ограничивает возможности второй.

Есть и другие «нюансы», которые не учитывали авторы моделей. Например, изменения в составе ядерных арсеналов. Сейчас упор делается на высокоточное и тактическое ядерное оружие относительно небольшой мощности, а не на мегатонных монстров с разделяющимися боеголовками. Соответственно, и целью становится не мегаполисы целиком, а их отдельные районы. Что также уменьшит как интенсивность пожаров, так и степень радиационного заражения. В совокупности эти и многие другие детали делают модель «ядерной зимы» уже не столь убедительной. Впрочем, для научного сообщества любая теоретическая модель остается лишь гипотезой, которая требует своего подтверждения. Но это как раз тот случай, когда хотелось бы обойтись без проверки экспериментом.

И самое главное – о какой бы модели последствий мировой ядерной войны мы не говорили, всегда подразумевается, что она принесет колоссальный экономический и экологический ущерб. Разница их только в том, предусматривают ли они шанс на возрождение цивилизации или нет. Пусть даже критики концепции «ядерной зимы» и доказывают, что человечество все-таки выживет, но выживать нам будет непросто. И этого до сих пор было вполне достаточно для политиков и военных, чтобы успеть остановиться в эскалации конфликта. Будем надеяться, что так и произойдет в этот раз.

Сергей Исаев

Публикуем материал, размещенный на одном из телеграм-каналов, имеющих отношение к Администрации Президента РФ

В политическом сегменте Телеграма продолжают обсуждать возможный отмен прямых выборов мэра Томска. В числе прочих возможных последствий команда Евгения Минченко предполагает, что это может спровоцировать возобновление аналогичной дискуссии в Новосибирске. 

Именно эти два сибирских региона особенно интересны в измерениях научно-образовательной политики. Город Новосибирск – это дом для Академгородка и для Сибирского отделения РАН. Поэтому в данном случае стоит говорить не о двойном измерении возможных ротаций (губернатор + мэр столицы), а о дополнительных факторах – в частности, позиции коллективного «Академгородка». Он так и не смог (поскольку является районом Новосибирска) получить статус наукограда. 

В рамках программы Академгородок 2.0 планируется формирование единого образования из Академгородка, Кольцово и ряда других территорий. К такой возможности очень различное отношение у муниципальных властей – в том числе, Новосибирска. Вместе с тем, строительство синхротрона СКИФ подталкивает к обособлению вокруг этой точки сборки всего научно-образовательного потенциала региона (НГУ, институтов РАН, пояс внедрения).

Вообще Новосибирская внутрирегиональная политика – это отдельный жанр. Годами идет противостояние Андрея Травникова и Анатолия Локотя. Первый – председатель комиссии «Наука» Госсовета, а от второго зависит многое в коммунальных вопросах жизни Академгородка. Сибирское отделение остается «подвешенным» между двумя центрами власти, не подчиняясь никому, но имея определенный уровень зависимости от обоих. И губернатор, и мэр не демонстрировали особого желания участсвовать в единых форматах взаимодействия с наукой, каждый тянул «одеяло прорыва» на себя. А само СО РАН не раз демонстрировало готовность к большей федерализации внутриакадемического пространства, что не нашло понимания у руководства Академии. 

Академгородок и СО РАН смотрят на опыт федеральной территории «Сириус». Возможность создания ФТ «Новосибирский Академгородок» весьма всерьез обсуждается, равно как и ФТ «Русский» (Владивосток).

Возвращаясь к самому Томску, сделаем акцент: город претендует на звание топ-3 «столиц России». Если Новосибирск – научная, то Томск хочет быть «третьей студенческой столицей». Этому способствует высокая концентрация университетов. Именно в Томской области задействован формат «Большого университета», в который объединились вузы и НИИ региона. Для развития по данному треку Томск создает с федеральной поддержкой межуниверситетский студенческий кампус мирового уровня. 

Все это делает Томск пионером во многих форматах развития – именно здесь наиболее ярко должны проявить себя функции кампусов как драйверов трансформации и развития городской среды. Университетский урбанизм – это визитная карточка Томска, которая весьма роднит его с ФТ «Сириус». Здесь уровень мэра становится фактически ключевым для реализации всех проектов.

Вместе с тем, в регионе двуглавая структура университетского пространства. ТГУ и его ректор Эдуард Галажинский активно претендуют на роль одного из ключевых think tank по вопросам развития высшего образования и политики в этой области. Вторая «голова» - Томский политех. Оба вуза находятся в первой группе трека «Исследовательское лидерство» программы «Приоритет-2030».

В общем-то и предыдущий губернатор Сергей Жвачкин, и действующий мэр Томска Иван Кляйн сделали не все возможное для включения региона в научно-технологический прорыв. А участники Большого университета не смогли договориться о приоритетах – в итоге регион «пролетел» мимо программ научных и научно-образовательных центров мирового уровня. Впрочем, у Новосибирской области ситуация примерно такая же.

Мэры в случае Томска и Новосибирска оказываются в центре сквозных федеральных и региональных процессов научно-технологического прорыва. Именно поэтому для этого измерения политики весьма важно: кто и как будет определять, кто станет мэром каждого из этих городов.

Тема продуктового дефицита всё еще не сходит с повестки дня (даже не смотря на открытие украинских портов для вывоза зерна). Стремительный рост цен на энергоносители сильно ударил по европейским агропродовольственным компаниям, вынудив некоторые из них полностью остановить производство. Помимо этого, ситуация сильно осложняется температурными аномалиями. Совокупность указанных факторов неизбежно ведет к удорожанию еды. И самое печальное, что такая перспектива вырисовывается для развитых стран, давно уже, казалось бы, покончивших с угрозой голода.

Кажется немного странным, что научно-технический прогресс не застраховал человечество от воздействия подобных факторов. И в этой связи нельзя не отметить некоторые «альтернативные» подходы к производству еды, по духу своему соответствующие развитому индустриальному укладу. Сейчас мы не будем ссылаться на такую «мейнстримную» в наши дни тему, как производство искусственного мяса из живых клеток или выращивание насекомых для замены традиционных мясных продуктов. Показательным моментом является то, что уже на заре индустриальной эпохи ученые ломали головы над заводским способом производства органических веществ, пригодных в пищу. Причем, что самое важное, используя для этих целей несъедобное сырье.

Так, в начале позапрошлого века в роли такого сырья выступила древесина. В 1819 году французский химик и натуралист Анри Браконно представил Французской академии наук доклад, в котором излагался способ получения из древесины с помощью серной кислоты растворимых веществ, усваиваемых человеческим организмом. Данная работа была встречена положительно, однако практического осуществления в ту пору не получила. Тем не менее, в течение последующих десятилетий исследователи не раз обращались к идее Браконно. Ими были детально проработаны методы осахаривания древесины. Также была рассмотрена возможность получения спирта путем сбраживания древесных сахаров.

К сожалению, развитие данного направления сильно задерживала дороговизна технологии, что делало такое производство экономически невыгодным. Во многом это было связано с тем, что ученые не могли наладить повторное использование серной кислоты. При однократном же ее использовании овчинка не стоила выделки.

Эта задача была решена в Германии во время Первой мировой войны 1914-1918 годов. Немцы уже в то время пытались получать жидкое топливо на основе угля.  Конструкция аппаратов, использовавшихся в этих целях, подсказала технологическую схему регенерации серной кислоты, участвовавшей в осахаривании древесины. Это изобретение позволило осуществлять данный процесс в промышленных масштабах. Дальнейшая работа ученых и инженеров привела к тому, что древесина стала сырьем, из которого можно было получать сахара либо для откорма скота (и тем самым обеспечивать человека мясной пищей), либо превращать сахара в винный спирт.

Кроме того, путем изменения условий брожения можно было вместо винного спирта получать глицерин, ацетон или же целый ряд других веществ. Например, лимонную кислоту. Опыты, проводившиеся в довоенное время, показали, что если выращивать дрожжи в водном растворе древесного сахара в присутствии азота и фосфора (при энергичном перемешивании раствора воздухом), то мы сможем в больших количествах получать простейшие белки, которые в смеси с тем же древесным сахаром давали очень питательный корм, охотно поедавшийся домашней скотиной.

Ученые того времени, нацеливаясь на «древесную» пищу, исходили из того, что углеводы находятся в числе основных питательных веществ – как для человека, так и для животных. Сюда относятся все виды сахаров, крахмал, клетчатка и т.д. Само название «углеводы» возникло потому, что в чисто химическом смысле эти вещества состоят из углерода и воды. Правда, позже стало известно, что некоторые природные и искусственно полученные углеводы имеют более сложную структуру, в которой имеется несколько иная пропорция углерода и воды, нежели в простейших углеводах. Но это уже детали.

Важным качеством простейших углеводов является их способность непосредственно усваиваться человеческим организмом. Более сложные углеводы непосредственно не усваиваются, для чего наш организм предварительно разлагает их до состояния простейших углеводов.

Однако некоторые сложные углеводы, такие, например, как клетчатка (она же – целлюлоза), наш организм не в состоянии разложить на усваиваемые соединения. Задача технологий осахаривания древесины как раз и заключалась в том, чтобы превратить клетчатку в усваиваемые сахара посредством технологического процесса, называемого гидролизом. Правда, древесина состоит не из одной лишь клетчатки (целлюлозы). В ее состав также входит и лигнин. Целлюлоза и лигнин являются основными материалами, из которых построена древесная ткань. При осахаривании распадается только целлюлоза. В технологических линиях, применявшихся до войны, лигнин извлекался отдельно, промывался, высушивался и шел на производство топливных брикетов.

В свою очередь растворы сахаров, полученных из целлюлозы, избавлялись от кислоты, шедшей на повторное использование. Полученный крепкий сироп направлялся в сушилку, где из него выделялись сахара в виде порошка, содержащего немного воды и остатки кислоты. Дальше происходила дополнительная очистка этого продукта. Этот метод позволял использовать древесину на сто процентов. То есть получалось практически безотходное производство.

В нашей стране этот технологический процесс был хорошо отлажен еще в 1930-е годы. Как утверждали ученые того времени, получаемый с помощью такой технологии древесный сахар по своей питательности равен ржи! Согласно расчетам, из ста килограммов сухой хвойной древесины можно было получить 65 кг кормового сахара, 30 кг лигнина и 4 кг уксусной кислоты. В другом варианте те же 100 кг сухой хвойной древесины давали 55 кг сахара для сбраживания, 30 кг лигнина и 4 кг органических растворителей. В зависимости от метода сбраживания из тех же 100 кг древесины можно было получить на выходе 30 литров чистого спирта, 10 кг глицерина, 50 кг прессованных дрожжей и примерно 5 кг лимонной кислоты. На практике, конечно же, показатели были несколько скромнее, однако ученые рапортовали о том, что в скором времени промышленность приблизится к указанным расчетным показателям.

Поскольку в нашей стране была хорошо налажена лесная промышленность, перспективы производства «древесной» пищи казались головокружительными. В довоенный период площадь лесов в СССР составляла более 900 млн га. Ежегодно заготовлялось примерно 200 млн кубов леса. А учитывая то обстоятельство, что большая часть лесов расположена в северных регионах страны (с централизованной лесопереработкой), ученые ставили вопрос о том, чтобы заняться организацией на севере высокопродуктивного животноводства, опираясь на богатейшие «древесные» кормовые ресурсы.

Смелая идея, к сожалению, не нашла достойного воплощения в жизнь, хотя на уровне теории всё выглядело безупречно. Тем не менее, само стремление получать растворимые сахара из непищевого сырья никуда не делось. Технология, так или иначе, совершенствуется. Например, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН несколько лет назад продемонстрировал технологию получения биоэтанола из соломы. Понятно, что биоэтанол еще совсем недавно считался более актуальным продуктом, нежели корма для животных. Однако тенденции меняются. Нельзя исключать того, что в скором времени буквально все части злаковых растений (пшеницы, ржи или кукурузы) будут рассматриваться как сырье для производства продуктов питания.

Николай Нестеров