Мы продолжаем связывать наше будущее с торжеством ядерных технологий, а потому все, что нам предлагают физики-ядерщики, воспринимается нами как очередной шаг в новую эпоху. В этом контексте грандиозная мега-установка воспринимается по аналогии с гигантским фантастическим звездолетом. Конечно, это еще никакой не звездолет, но в глубине души у нас возникают именно такие ассоциации. Да, мы ни черта не понимаем, для чего она на самом деле нужна, и в то же время пребываем в уверенности, что это «очень круто» и очень, очень прогрессивно.

А ведь ученые Академгородка могут похвастаться и другими проектами, не столь пафосными, не столь футуристическими, но в то же врем более понятными с практической точки зрения. И не только понятными, но даже весьма актуальными. Я помню, как пять лет назад в Академгородке ученые из нескольких институтов ставили вопрос о внедрении аддитивных технологий. Вопрос ставился о налаживании производства 3D-принтеров и металлических порошков. Одно из предприятий должно было находиться недалеко от ИХТМ СО РАН. Были даже сформулированы предложения для российского правительства. К сожалению, данная тема постепенно «рассосалась», и сегодня ее особо не вспоминают. Параллельно обсуждался проект Энергопарка, о чем я подробно рассказывал в предыдущих публикациях. Предложенные разработки, конечно, с повестки не снимают, но им почему-то не придают такого же серьезного значения, как это произошло в случае с мега-установкой синхротронного излучения. А ведь эти разработки, еще раз подчеркну, более понятны людям и весьма актуальны, особенно на текущем этапе.

Не так давно Новосибирские специалисты и их коллеги из других городов предложили на рассмотрение федеральным структурам еще один проект категории «MegaScience». Мы его уже кратко касались примерно год назад. В число разработчиков данного проекта входят специалисты Института теплофизики СО РАН, которые в настоящее время представляют Всероссийскую ассоциацию экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению. В свое время проект был оформлен в виде заявки и передан на рассмотрение в Агентство стратегических инициатив (АСИ). Недавно появилась информация, что он попал в число заявок, которые пройдут официальную презентацию.

Напомню, что ученые предлагают использовать остров Ольхон в качестве «мега-установки» для исследования процессов устойчивого взаимодействия человека и локализованной экосистемы на натурном объекте. Кому-то такое предложение покажется необычным, поскольку в нашем понимании «установка» - это непременно искусственный объект, начиненный самым разным «железом». Полагаю, что в рамках ядерной физики по-другому не бывает. Но мы сейчас говорим о технологиях новой постиндустриальной эпохи.

Будущий технологический уклад подразумевает иные взаимоотношения между человеком и природой. А эти взаимоотношения, между прочим, осуществляются по определенным моделям. Задача науки – изучить эти модели. Причем, изучить не в границах маленькой лаборатории, а, что называется, «вживую». Остров Ольхон, где наши ученые уже не один год занимаются проблемой эффективной утилизации отходов и добились к настоящему времени ощутимых результатов, как нельзя лучше подходит для указанной цели.

В принципе, если бы Новосибирский Академгородок выстраивался в наши дни как суперсовременное поселение, стремящееся к воплощению принципов Шестого технологического уклада, то в качестве такого натурного объекта вполне можно было использовать и эту территорию. Но, к сожалению, как я уже писал ранее, Академгородок безнадежно застрял в прошлом, и пока не показывает никаких признаков перехода в постиндустриальное будущее, невзирая на помпезные мега-установки. А Ольхона такой шанс, как ни странно есть. Тем самым он может показать значимый пример всей стране (и даже всему миру) в плане организации жизни людей по-новому.

Почему именно Ольхон попал в поле зрения ученых? Как объясняют сами инициаторы проекта, Байкал является важным элементом экосистемы планеты, которая испытывает усиливающееся антропогенное воздействие. В этом смысле сохранение Байкала, устойчивое развитие прилегающих к озеру территорий является для современных ученых уникальной по своей актуальности сверхзадачей. Для ее реализации необходимо осуществление междисциплинарных исследований, что как раз подразумевает концепция «MegaScience». Ольхон рассматривается в указанном контексте как готовая природная основа для такого проекта в целях исследования климатических изменений и формирования методов устойчивого развития локальных территорий Земли. Конкретно речь идет о создании комплексной цифровой системы мониторинга и обработки больших массивов информации (big data). Важным условием должна стать ее общедоступность и удобство использования со стороны пользователей.

Для реализации данного проекта предлагается создать рабочую группу, которая займется разработкой детальной концепции и технико-экономическим обоснованием проекта с привлечением профильных специалистов. Затем необходимо будет провести согласование документов с соответствующими органами власти – как на федеральном, так и на региональном уровнях. Параллельно будут проводиться согласования и консультации с научными организациями. После этого начинается этап проектно-конструкторских работ. Завершается всё строительством объектов инфраструктуры.

Во что обойдется реализация этой идеи?   По предварительным расчетам, на оборудование и программное обеспечение потребуется выделить порядка 350 – 400 миллионов рублей. Поддержание системы и администрирование обойдется в 50 миллионов рублей в год. На инфраструктуру необходимо выделить около одного миллиарда. То есть в сумме капитальные затраты должны составить где-то полтора миллиарда рублей. Это не так уж и много, если мы вспомним, что рекламируемый сейчас СКИФ обойдется в двадцать раз дороже.

Причем, в случае с Ольхоном власти сейчас рассматривают вопрос о выделении 15 миллиардов рублей на традиционные очистные сооружения. Наши ученые полагают, что если проблема утилизации отходов будет использоваться в рамках «Цифрового Ольхона», где разработчики предлагают применить природоподобные технологии замкнутого цикла, то этих денег сполна хватит и на «MegaScience», и на систему ликвидации стоков.

Мы пока ничего не можем сказать о дальнейшей судьбе проекта. Пока что тема природоподобных технологий обсуждается лишь в кругах узких специалистов. Однако надо отдать должное нашим ученым: за годы работы на Ольхоне в рамках программы защиты экологии Байкала им удалось-таки пробить брешь в стене непонимания таких вещей. Среди местного населения, по их словам, уже появляются энтузиасты этого дела, решившие организовать свою жизнь по-новому. Такие же энтузиасты появились и в Иркутске. Даже если проект «Цифровой Ольхон» не получит одобрения со стороны властей, затраченные усилия все равно не пройдут даром. Движение к Шестому технологическому укладу начнется «снизу», со стороны общественников-энтузиастов из числа простых жителей, вовлеченных нашими учеными в увлекательные преобразовательные процессы.

Константин Шабанов

В Великобритании, а также в Нидерландах, Дании и Австралии обнаружен новый штамм коронавируса, сообщила Всемирная организация здравоохранения. Чем опасен новый вариант SARS-CoV-2 рассказывает молекулярный биолог, научный журналист, автор книги о коронавирусе «Вирус, который сломал планету» Ирина Якутенко.

Великобритания внезапно резко ужесточила меры на Рождество в нескольких регионах на юго-западе страны, в том числе в Лондоне (все «неважные» магазины закрыты и никаких гостей). Причина — новый штамм SARS-CoV-2, который, по словам Бориса Джонсона, из-за мутаций распространяется на 70% быстрее других штаммов. И, возможно, может оказаться устойчивым к антителам, которые генерируются имеющимися вакцинами, разработанными на основе спайк-белка, взятого от «старых» штаммов.

Ужас, кошмар, вакцины бесполезны, ковид с нами навсегда, какой бесславный конец человечества. Но, как советовал нам путеводитель по Галактике для путешествующих автостопом, don’t panic. Давайте разберемся, что это за штамм, и насколько он опасен.

Постоянные изменения

Начнем с того, что новый штамм коронавируса — не какое-то уникальное явление. Строгого определения вирусного штамма нет, но обычно этим термином называют вариант вируса с несколькими характерными мутациями, который оказывается относительно устойчивым — то есть ученые находят его не у одного человека, а у многих.

Слово «мутация» обычно очень пугает людей, но на деле это совершенно обычная вещь, которая происходит постоянно у всех живых существ — и особенно у квазиживых вирусов. Можно сказать, что стремительные мутации — их способ бытия.

Мутации обильно появляются при каждом цикле размножения, но большинство оказывается бесполезными или вредными и не закрепляется в вирусном геноме. Однако некоторые мутации остаются и переходят от одного вирусного поколения к другому. И именно они беспокоят ученых, потому что закрепление может свидетельствовать, что мутация дает вирусу какое-то преимущество и ее носители размножаются лучше остальных.

Но не обязательно — иногда такие мутации сохраняются в силу случайных обстоятельств и отражают, например, так называемый эффект основателя, когда вирус с этими мутациями приходит в новое место и начинает там распространяться просто потому, что у него нет конкурентов. А мы смотрим и думаем, что дело не отсутствии давления, а именно в этих изменениях.
Чтобы понять, играет ли та или иная стойкая мутация важную роль в жизни вируса, исследователи анализируют статистику по распространению вирусов с ней, исходам больных, подхвативших именно этот вирус, и проводят эксперименты в лаборатории. В идеале, конечно, нужно взять сотню-другую добровольцев, заразить их вирусом с мутацией (или мутациями) и без него, сравнить исходы. Но проводить такие опыты нельзя, по этическим соображениям, поэтому приходится ограничиваться косвенными методами.

Например, в начале весны ученые заметили, что по миру начал распространяться вирус с мутацией D614G. Название отражает ее суть: в позиции 614 последовательности спайк-белка аминокислота аспартат (аспарагиновая кислота) поменялась на аминокислоту глицин. Вирус D614G появился в Китае, а затем его развезли по разным странам, и сегодня это одна из превалирующих разновидностей SARS-CoV-2 на планете. Разные исследования не обнаружили связи между этим вирусом и увеличением количества тяжелых исходов, но in vitro псевдовирусы, несущие спайк-белок с мутацией D614G, лучше прикреплялись к ACE2-рецепторам разных клеток (именно уцепившись за эти рецепторы, вирус проникает внутрь клеток).

Псевдовирусы — это искусственно созданные вирусоподобные частицы, несущие постороннюю ДНК или РНК, в оболочке которых присутствуют интересующие нас белки коронавируса. Основой псевдовирусов обычно служат хорошо охарактеризованные и изученные вирусы, которые в лаборатории используются в качестве рабочих инструментов для всяких хитрых молекулярно-биологических манипуляций.

Типичные примеры вирусов, которых ученые приспособили для своих нужд, — ВИЧ или вирус везикулярного стоматита. Злокозненной сути в псевдовирусах не осталось, можно сказать, что это почти бесплотные вирусные духи, которые похожи на вирусы только отдельными чертами.

Для исследований SARS-CoV-2 псевдовирусы используются довольно часто, потому что этот патоген опасен и работать с ним разрешено только в специально оборудованных лабораториях повышенного класса биобезопасности (BSL-3), которые есть далеко не в каждом институте. Псевдовирусы не могут вызвать болезнь и проводить опыты с ними можно где угодно — но так как это не настоящий патоген, напрямую переносить полученные в экспериментах с псевдовирусами результаты на реальную ситуацию с коронавирусом нельзя.

Данные о лучшем прикреплении псевдовирусов, несущих измененный спайк-белок, взятый от штамма D614G, получены только на псевдовирусах, что происходит при заражении клеток этим вариантом настоящего SARS-CoV-2, неясно. Кроме того, само по себе прочное связывание с рецептором не является однозначным доказательством бОльшей инфекционности вируса — потому что для того, чтобы заразить клетки, вирус должен еще провзаимодействовать с клеточным ферментом-протеазой, изменить свою форму и «притянуть» вирусную частицы ближе к поверхности клетки. И излишне крепкое связывание с рецептором как раз может помешать этим процессам.

Как видно, косвенные методы всегда оставляют широкий простор для спекуляций. Хотя D614G — самый распространенный из существующих вариантов SARS-CoV-2, строгих доказательств, что он более заразен, нет. Что уж говорить о разновидности, которая отпочковалась совсем недавно.

Подозрительный новичок

Новый штамм из Великобритании пока называют недружелюбным сокращением VUI — 202012/01. От других вариантов его отличают 17 устойчивых мутаций — по сравнению с другими разновидностями, это много. Предварительный анализ того, как они могут изменять те или иные коронавирусные белки, показывает, что наибольшее значение может иметь мутация N501Y (изменение аминокислоты аспарагин на тирозин в позиции 501 спайк-белка). Аспарагин — маленькая аминокислота, а тирозин — большая, поэтому такая замена может повлиять на геометрию спайк-белка как раз в том месте, где он связывается с рецептором клетки. В мышиных моделях мутация N501Y увеличивала прочность связывания вируса с рецептором ACE2 и его заразность.

Кроме того, форма этой части спайк-белка — ее называют рецептор-связывающим доменом или RBD — у нового штамма также может изменяться из-за нескольких делеции (выпадения аминокислот) в позициях 69-70. Эту делецию ранее неоднократно находили у других штаммов коронавируса, в частности у тех, которые сформировались на норочьих фермах, куда работники занесли SARS-CoV-2, и она обычно идет в связке с другими мутациями RBD.

Другие мутации в спайк-белке VUI – 202012/01 напрямую не затрагивают рецептор-связывающий домен. Это не означает, что они не изменяют его: если из-за них поменяются очертания белка целиком, то и форма этого места тоже может оказаться иной. Но определить, как именно такие удаленные мутации влияют на форму белка, очень сложно. Надежнее провести рентген-структурный анализ, однако это совсем непростая задача, которая, к тому же, требует времени и в принципе не всегда получается.

Другая мутация спайк-белка, на которую обращают внимание специалисты, — P681H (замена аминокислоты пролин на аминокислоту гистидин). Она находится в непосредственной близости как раз от того места спайка, которое разрезается клеточной протеазой под названием фурин — как мы обсудили выше, этот этап необходим для максимального эффективного проникновения в клетку. До сих пор мутации P681H и N501Y не обнаруживались вместе.

Еще одна потенциально значимая мутация нового варианта коронавируса касается белка под названием ORF8: у британской версии патогена он оказывается короче, чем у остальных. Подобные изменения уже наблюдались у других разновидностей SARS-CoV-2 и они имеют вполне четкий эффект – ослабление патогенности вируса. ORF8 мешает клетке вовремя сообщать иммунной системе о том, что она заражена вирусом, способствуя разрушению необходимых для этого клеточных белков. Укороченная или поврежденная версия ORF8, вероятно, хуже справляется со своими функциями.

Новый штамм, согласно предварительным данным британской организации NERVTAG, консультативной группы по угрозам от новых респираторных вирусов (New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group), распространяется на 71% быстрее, чем другие. Этот штамм способствовал существенному увеличению базового числа R, которое характеризует скорость расползания инфекции, — по разным оценкам, оно выросло на величину от 0,39 до 0,93. Число R говорит о том, сколько людей, в среднем, заражает один носитель, и если оно больше единицы, инфекция распространяется в обществе, а если меньше — эпидемия затухает. Чем больше число R, тем быстрее вирус расходится по популяции.

Кроме того, VUI — 202012/01 обнаруживается в ходе ПЦР-тестов на меньшем числе циклов. Это означает, что вируса в образцах больше — судя по разнице в количестве циклов, немногим менее, чем в 10 раз.

Однако тут есть нюанс: количество вируса в мазке зависит от стадии болезни, на которой этот мазок был взят. Если тест сдают люди, у которых симптомы появились недавно, или вообще досимптомные контактные, которые вот-вот заболеют, количество вируса в их образцах будет больше, чем у тех, кто сдает анализ, скажем, спустя неделю после появления симптомов. Учитывая изменения политики тестирования в связи с разным количеством заболевших, напрямую связывать концентрацию вируса в носоглотке с его способностью размножаться там нельзя.

Новый штамм и вакцина

Пока ученые не видят роста числа смертей в регионах, где активно распространяется новый вирус — учитывая, что его обнаружили совсем недавно (первый раз это случилось в сентябре), вряд ли специалисты успели провести соответствующие эксперименты in vitro. Также в отчете сообщается, что что VUI – 202012/01 не будет вызывать болезнь у привитых, то есть не «уйдет» от вакцинного иммунитета. Это предположение базируется на анализе мутаций, о которых мы говорили выше.

Вакцины провоцируют синтез множества разных антител ко всему спайк-белку, в том числе к участку, ответственному за связь с рецептором, и несколько не слишком критичных изменений в конформации спайка у нового штамма приведут к тому, что работать перестанут только некоторые из этих антител. Изменения участка, при помощи которого спайк-белок взаимодействует с ACE2-рецепторами, в этом смысле наиболее опасны, так как именно блокировка этого участка антителами наиболее эффективно предотвращает заражение, но пока эти изменения кажутся относительно умеренными, хотя авторы отчета NERVTAG и пишут, что новый вариант должен узнаваться немного иным набором антител, чем старые.

С другой стороны, сочетание этих мутаций с какими-нибудь еще могут сделать бесполезными большую часть антител, поэтому беспокойство британских медицинских властей по поводу быстрого распространения нового штамма понятно.

Чем больше возможностей перескакивать с человека на человека будет иметь вирус, тем выше шансы, что в результате случайных изменений появятся мутации, делающие его неуязвимым для вакцинного иммунитета. Более того, пока неиммунных носителей много, в геноме вируса вполне могут закрепиться изменения, делающие его более патогенным. В условиях, когда патоген вынужден конкурировать за доступных носителей, вероятность такого развития событий ниже (хотя и не равна нулю), но когда в потенциальных хозяевах недостатка нет, на вирус не действует отбор, убирающий слишком смертельные штаммы. Тем более, что SARS-CoV-2 максимально заразен в первую неделю после появления симптомов, когда большинство заразившихся чувствуют себя вполне сносно. И даже если носители высоколетальных штаммов впоследствии умрут, это никак не скажется на распространении таких штаммов.

Вариант VUI – 202012/01 появился, когда в Великобритании было относительно много вируса, поэтому авторы отчета NERVTAG предполагают, что он мог подвергаться давлению отбора из-за конкуренции. Однако точно утверждать это невозможно, учитывая, что неиммунных носителей по-прежнему хватает.

Более заразный вирус?

Еще один тревожный признак — новый вариант вируса бодро распространялся по Великобритании, несмотря на действующий локдаун. Это косвенно указывает на высокую заразность — хотя есть вариант, что британцы не слишком аккуратно соблюдали карантинные ограничения. Наконец, более заразный вирус, по определению, инфицирует больше народу за то же время. И если его патогенность при этом останется такой же, больше людей попадут в реанимации и умрут. В условиях прегруженных больниц это особенно опасно.
Важно отметить, что все эти данные — предварительные. Ученые пока не успели провести достаточно экспериментов, проанализировать большое число заболеваний и расшифровать достаточное количество вирусных геномов из образцов, взятых в разных регионах страны. Без этой информации невозможно сделать однозначные выводы относительно распространенности, заразности и патогенности VUI – 202012/01.

Но учитывая все эти соображения, которые можно вывести из имеющихся данных, — а заодно рождественские праздники, в которые принято ходить в гости, — британские власти, очевидно, решили ввести максимальную степень карантинных ограничений в тех районах, где преимущественно распространяется новый штамм. А власти Европы — перестраховаться и перекрыть авиасообщение с Великобританией, чтобы не занести к себе потенциально крайне неприятную разновидность коронавируса (впрочем, пока не закрыты остальные границы, эта идея утопична).

Другими словами, это, скорее, не реакция на уже появившуюся опасность, а предотвращение такой опасности, если новый вариант действительно окажется настолько заразным и распространится. С точки зрения эпидемиологии такая стратегия, безусловно, правильна: только действуя на упреждение, мы можем надеяться обогнать вирус — и то не факт, что получится успеть.

Другой вопрос, как на жесткие меры отреагируют люди, уставшие от непонятной жизни в условиях неопределенности и периодических ограничений. Как показал этот год, именно неадекватные действия людей — как облеченных властью, так и обычных граждан — одна из главных причин, по которой коронавирус все еще с нами.

В последние годы наш поселок каждое лето накрывает запах гари. Теперь это уже стало нормой. Поначалу, естественно, жители недоумевали, ища источник задымления где-нибудь поблизости. Сперва грешили на бомжей, якобы поджигающих гаражи. Грешили также на местный ресторан, сжигающий упаковку от продуктов прямо в мусорных баках. Затем обратили внимание на близлежащую свалку ТБО, хотя дыма над ней пока еще не наблюдается. Приглядывались и к торфяникам, окружающим поселок с юго-восточной стороны. Но и там ничего не дымило. Спрашивается: откуда?

По вечерам я обращал внимание на плотное марево, сгущавшееся на северо-востоке. Казалось, задымление шло именно оттуда. Как в итоге выяснилось, наш поселок слегка «накрывал» дым от лесных пожаров, бушевавших на территории Томской области. И не только. Из новостей мы узнали, что тайга теперь регулярно полыхает в Восточной Сибири, и плотный шлейф дыма растягивается на тысячи километров, доходя и до наших краев. Таежными пожарами объяснялось и появление на территории нашей области невиданных ранее птичек. Мало того, жители окрестных сел время от времени сталкивались с… медведями, ищущими в наших краях спасение от огня (уж чего-чего, но медведей здесь отродясь не было).

Короче, поняв, откуда к нам тянет дымком, мы слегка успокоились. В конце концов, от нас тут ничего не зависело. И все же меня не покидал вопрос: насколько опасно в течение целого месяца (и иногда и больше) дышать гарью? В летнюю жару форточки закрыть было невозможно, но именно в жаркие дни запах гари становился особенно невыносимым. Как человек, имеющий проблемы с легкими, я весьма чувствителен к загрязнению воздуха. Поэтому не мог оставить этот вопрос в стороне.

Больше всего меня изумило то, что официально этой проблеме у нас до сих пор не придается серьезного значения. Хотя у медиков на этот счет никаких сомнений не было. В одном месте я даже прочел, что ежегодно от дыма лесных пожаров в мире умирает до 300 тысяч человек. Это в два раза меньше, чем от гриппа, но все же цифра не такая уж маленькая, чтобы от нее отмахнуться. Мало того, нас уверяют, что площади возгораний на планете будут с каждым годом увеличиваться из-за глобального потепления. То есть никто не гарантирует, что следующим летом мы не почувствуем гари. Наоборот, нас как бы предупреждают готовиться к худшему. Но собираются ли по этому поводу предпринимать хоть какие-то профилактические меры, осуществлять мониторинг загрязнения и содействовать адаптации людей из группы риска, мне совершенно непонятно. Зато я вижу, как начинается повторная мобилизация из-за второй волны коронавируса, на борьбу с которым уже выделяются десятки миллиардов долларов, а ВОЗ при этом запрашивает новые астрономические суммы. Я наблюдаю, как руководство нашей страны пытается установить тотальный контроль над потенциальными носителями коронавирсусной заразы. Но я совсем не наблюдаю такой же по охвату мобилизации в отношении лесных пожаров, которые (как предупреждают) могут в скором времени стать для нас угрозой номер один.

Показательно, что и академическая наука уделяет недостаточно внимания проблеме влияния дыма от пожаров на здоровье населения. Хотя, опять же, попадались высказывания отдельных ученых-медиков относительно того, что результатом природных задымлений является резкий скачок смертности от инфаркта миокарда и рост числа заболеваний органов дыхания у детей. В этом году американские ученые, находясь под впечатлением от огненной стихии, прокатившейся по западным штатам, решили все-таки более основательно оценить риски для здоровья людей. Об этом, в частности, сообщается в развернутой публикации на  Science News.

Напомним, что этим летом из-за лесных пожаров качество воздуха в таких американских городах, как Портленд, Сиэтл, Сан-Франциско и Лос-Анжелес оказалось самым худшим в мировом масштабе. Некоторые территории запада США в течение недели (и даже больше) находились в условиях чрезвычайного загрязнения воздуха. Понятно, что эта ситуация вызывает беспокойство о состоянии здоровья людей. Не исключено, что респираторные и сердечнососудистые заболевания – далеко не полный перечень тяжелых последствий от этой «химической» атаки.

Ученые постарались разложить по полочкам все опасные компоненты, содержащиеся в дыму от лесных пожаров. Дым, по сути, является смесью газов и мелких твердых частиц. Его конкретный состав зависит как от режимов горения, так и от состава самого «топлива». Больше всего ученых беспокоят твердые частицы. Они настолько крошечные, что способны очень глубоко проникать в легкие и, возможно, в кровоток.

Отметим, что в США разработана специальная шкала, по которой оценивается степень загрязнения воздуха. Измерение делается в баллах. Так, если загрязнение не превышает ста баллов, то качество воздуха считается безопасным для здоровья. Показатель в диапазоне от 101 до 200 баллов означает, что имеется опасность для людей, входящих в группу риска (то есть имеющих проблему с сердцем или с органами дыхания). Этим людям рекомендуется ограничить свое пребывание на улице. Если показатель превысил 200 баллов, то ограничить пребывание на улице уже необходимо всем без исключения. Если же показатель превысил 300 баллов, то необходимо вообще избегать выхода на улицу.

В этом году дымовой покров на западе США создал весьма опасные, а порой просто невообразимые уровни загрязнения во многих местах. Так, 17 сентября в районах Орегона недалеко от Портленда показатель загрязнения был на отметке 380 баллов, а в районе центральной Калифорнии, к северо-востоку от Фресно, он достиг шокирующего значения в 780 баллов!

Что происходит с людьми, попавшими в такую загрязненную среду? Как показали лабораторные исследования, твердые микрочастицы, попадая в легкие, способны вызвать воспаление и окислительный стресс, при котором может произойти повреждение клеток. Если такие частицы попадут в кровоток, они нанесут урон сердечнососудистой системе.

Ученые признаются в том, что на данный момент еще плохо представляют результаты длительного влияния лесных пожаров на здоровье людей. По это причине проблема требует дальнейшего изучения. Отмахиваться от нее невозможно, поскольку, как отмечают американские специалисты, лесные пожары загрязняют воздух намного СИЛЬНЕЕ, чем промышленные и транспортные источники. Конечно, это происходит эпизодически, однако, еще раз напомню, масштабы такого бедствия могут увеличиться.

Кроме того, нужно учитывать и долгосрочные последствия. Так, сильные пожары в Индонезии, произошедшие в 1997 году, отразились на состоянии здоровья людей лишь десять лет спустя. Возможно, если бы исследования по всему миру проводились более тщательно, то медики лучше представляли бы последствия ЛЮБОГО крупного пожара. Но, еще раз подчеркнем, медицинский аспект данной проблемы еще недостаточно изучен. Таким образом, для мировой науки открывается новое и весьма актуальное направление исследований, которое в обязательном порядке должно быть подержано государством. Если говорить о нашей стране, то такие исследования по логике вещей выпадают на долю сибирских ученых – учитывая, что сибирская тайга теперь полыхает каждый год в невообразимых ранее масштабах. У нас обычно обращают внимание на социальные и экономические аспекты проблемы. Недавно на одной из конференций в Институте теплофизики СО РАН даже обсуждались физические аспекты (речь шла об естественных причинах возгорания лесных массивов). Теперь к этому должен в обязательном порядке добавиться и медицинско-экологический аспект. Проблема, подчеркиваю, приобретает глобальный размах, и наши ученые могли бы внести весомую лепту в ее изучение.

Олег Носков

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) и Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН разработали и испытали прототип детектора на основе нанокомпозитного материала. Он создан по уникальной технологии, которая открывает новые возможности в детектировании рентгеновского излучения. По расчетам ученых, детектор, созданный с помощью новой технологии, будет иметь высокое пространственное разрешение (20 микрон или лучше) и высокую чувствительность. Первый прототип продемонстрировал способность детектировать рентгеновское излучение. На следующем этапе планируется разделить чувствительный объём детектора на пикселы, что позволит добиться высоких показателей в пространственном разрешении. Результаты работы представлены на конференции Synchrotron and Free electron laser Radiation: generation and application (SFR-2020).

Рентгеновское излучение имеет широкий спектр применения, его используют в медицине, биологии, геологии и археологии, изучении космоса, промышленности и прикладных научных исследованиях. Для каждого класса задач применяются разные методы регистрации, при этом важные параметры работы детектора – чувствительность, то есть способность формировать отклик на поглощённый квант рентгеновского излучения, и пространственное разрешение получаемого изображения. Хотя на данный момент методы детектирования хорошо развиты, ученые работают над совершенствованием существующих технологий, чтобы «увидеть» с помощью рентгена самые мельчайшие объекты.

«При повышении чувствительности детектора и улучшении пространственного разрешения, – поясняет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Владимир Назьмов, – спектр задач, которые он способен решать, существенно расширяется. Возрастает интерес в медицине, например, более детальному изучению развития рака молочной железы, различным видам опухоли головного мозга.

Рентгеновская оптика с высоким разрешением позволяет, например, получить изображения динозавра, ещё не вылупившегося из яйца. Детектор позволит упростить дефектоскопию габаритных объектов, например, турбин ГЭС, лопаток самолётов и пр. С помощью такого устройства можно будет просвечивать грузы, а также использовать его в научных целях – в качестве детектора на источниках синхротронного излучения, в первую очередь, я, конечно, имею в виду неспециализированные источники синхротронного излучения нашего института – ВЭПП-3 и ВЭПП-4».

Детекторы на основе полупроводниковых матриц позволяют получить высокое пространственное разрешение, но их чувствительный слой относительно тонкий поэтому они не очень эффективно поглощают рентген. Для того чтобы улучшить этот параметр, на поверхность наносят специальный слой – люминофор или сцинтиллятор – который поглощает рентген и превращает его в видимый свет. Люминофор должен быть достаточно толстым, чтобы поглощать рентген, но это портит пространственное разрешение. Найти консенсус между ними можно, разделив люминофор на отдельные «пиксели».

В этой связи в качестве сцинтиллятора привлекательно использовать полиметилметакрилат (ПММА), или оргстекло. Этот полимер хорошо подходит для обработки при помощи LIGA-технологии, которая позволяет с субмикронной точностью воспроизводить микроструктуры при участии луча синхротронного излучения. Однако оргстекло не очень хорошо поглощает рентген, а вдобавок спектр его высвечивания не соответствует спектральному поглощению обычных кремниевых матриц.

Для решения этой проблемы ученые всего мира модифицируют его свойства с помощью добавления различных примесей. Мы избрали путь – добавление вольфрама. Атомы вольфрама прекрасно поглощают рентгеновские кванты, поэтому для целей детектирования нами исследуются нанокомпозиты на базе наночастиц, содержащих вольфрам. Оказалось, что фрагментация материала на наночастицы также позволяет изменить спектр свечения ПММА, сдвинуть его в красную область, которая хорошо регистрируется кремниевыми матрицами. Причём этот сдвиг зависит от размера наночастиц.

Чем меньше размер частиц наполнителя, тем в большей степени могут быть изменены свойства исходной полимерной матрицы. На данный момент в химии используются различные способы диспергирования наполнителя, например, измельчение в шаровых мельницах, воздействие электрическим разрядом, наконец, взрыв. В результате получается масса наночастиц, величина которых лежит в широком диапазоне размеров, и требуется продолжительное время дальнейшей дообработки или сепарации по размерам. Это трудоемкий и не всегда удобный процесс.

«Мы предложили новый способ получения нанокомпозита, который, по нашему мнению, быстрее обеспечит нужный результат, – комментирует Владимир Назьмов. – Способ заключается в испарении гексакарбонила вольфрама в замкнутом объёме, где находится ПММА. Варьируя температуру гексакарбонила вольфрама, можно менять размеры кластеров, покидающих его поверхность, одновременно быстро перемешивая преполимерную массу, чтобы усреднить распределение адсорбированных из паровой фазы молекул в объёме форполимера. Одновременно протекает реакция полимеризации органического прекурсора, по завершении которой образуется полимерный нанокомпозит. В предложенном методе важно, что можно контролировать размер испаряемых кластеров управляя температурой вольфрамсодержащего прекурсора, вплоть до одной молекулы. Детектор, выполненный на базе однокомпонентного нанокомпозита, продемонстрировал чувствительность к рентгеновскому излучению, причём с конверсией спектра исходного ПММА, и это является целью первого этапа работы по разработке детектора». Следует отметить, что для формирования полимера используется ПММА, предварительно сшитый посредством пучка быстрых электронов из ускорителя ИЛУ, также являющегося результатом разработки ИЯФ СО РАН. Этот метод обеспечивает химическую чистоту реагентов и гомогенность протекания реакции в объёме реактора.

На последующем этапе планируется разделить чувствительный объём детектора на пикселы, опять же с использованием технологии глубокой рентгенолитографии, что позволит формировать сигнал с детектора в зависимости от положения объекта в пространстве, т.е. изображение последнего.

Алла Сковородина, руководитель пресс-службы ИЯФ СО РАН

С помощью трех российских телескопов, расположенных в вершинах гигантского треугольника, можно составить трехмерную карту земной поверхности с точностью до одного миллиметра​.
 
В обсерватории Светлое Института прикладной астрономии (ИПА) РАН под Петербургом 4 декабря сдан в эксплуатацию радиотелескоп РТ-13. Вместе с построенными в 2014 и 2015 годах аналогичными антеннами в Иркутской области (обсерватория Бадары) и в Карачаево-Черкесии (обсерватория Зеленчукская) он образовал гигантский треугольник со сторонами 2015, 4282 и 4405 километров. Все три телескопа объединены в единую систему под управлением суперкомпьютера, входящего в сотню самых мощных в стране, в каждой обсерватории установлен водородный эталон времени. Всё это вместе представляет собой уникальную научную установку — интерферометр.

Все три телескопа построены в рамках проекта «Квазар-КВО» (координатно-временное обеспечение), который реализуется для обеспечения страны фундаментальными системами координат. Подобные постоянно действующие радиоинтерферометры есть всего у двух стран мира — России и США, обладание ими является элементом государственного суверенитета. В американской системе сейчас работает десять радиотелескопов.

 Интерферометр принимает сигналы, которые приходят от самых удаленных объектов — остатков сверхновых звезд, активных ядер далеких галактик, квазаров, расположенных на таком непостижимо огромном расстоянии от наблюдателя на Земле — миллиарды световых лет, — что скорость их движения с Земли кажется близкой к нулю, ею можно пренебречь и считать, что эти объекты неподвижны.

Квазары часто называют маяками Вселенной. Это квазизвездные радиоисточники. Астрономы всего мира используют их как точки отсчета для построения небесной и земной систем координат. Прежде той же цели служили вначале Солнце, потом звезды.

Немецкие производители предложили впятеро более низкую цену, чем Обуховский завод в Санкт-Петербурге, втрое более низкую, чем завод в Сызрани, вдвое более низкую, чем петербургский завод «Барс»
 
Когда три одинаковых радиотелескопа идеально синхронно (это обеспечивают водородные стандарты частоты) наводятся на определенный квазар, для каждой пары радиотелескопов суперкомпьютер выполняет корреляцию — накладывает сигналы квазара, записанные на станциях, друг на друга, с учетом смещений, вызванных вращением Земли, и вычисляет задержку — разность времени прихода одного и того же радиокванта на радиотелескоп.

«Точность вычисления задержки составляет единицы-десятки пикосекунд (одна пикосекунда составляет одну триллионную секунды)», — пояснил «Стимулу» Игорь Суркис, заведующий лабораторией корреляционной обработки ИПА РАН. ​​

По полученным задержкам выполняется построение трехмерного объекта в пространстве. Ученые вычисляют координаты самого квазара, координаты радиотелескопов и координаты небесного полюса. Это и есть фундаментальные координаты, по которым можно составить трехмерную карту земной поверхности с точностью до миллиметра. А это уже задача Роскартографии, которая решается с помощью российской глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, состоящей из группировки спутников на орбите и сети наземных станций. Но без фундаментальных координат глобальная навигационная система функционировать не может.

 Использовать в качестве точек отсчета для построения карты такой высокой точности какой-либо объект на Земле нельзя, поскольку Земля вращается неравномерно, а также не является геометрически точным шаром. Интерферометр ИПА РАН позволяет учесть эти особенности без потери точности исходных (фундаментальных) координат.

ОТ БЛОКАДНОГО РАДАРА К РСДБ-ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Радиоастрономия пережила период бурного развития в XX веке. Как заметил вице-президент РАН академик Юрий Балега, толчком к этому послужило военное противостояние фашизму. Во время Великой Отечественной войны от качества радара зависело, прорвется ли вражеский самолет бомбить советский город. В Ленинградском Физтехе создали такой радар, который позволял засечь противника задолго до подлета к Ленинграду и послать эскадрилью навстречу. Благодаря этому изобретению блокадный город меньше бомбили, чем обстреливали из артиллерийских орудий с Пулковских высот.

После войны астрономическая наука, и радиоастрономия в том числе, активно развивалась благодаря освоению космоса. В постсоветское врем вслед за сокращением активности в сфере освоения космоса последовал и спад в астрономии. Но в ИПА этого словно не замечают. Кто-то считает, что радиоинтерферометрии повезло, она оказалась счастливым исключением; другие видят, каких усилий институту и его сотрудникам стоит держаться принятого курса и строить телескопы, несмотря ни на что.

После войны астрономическая наука, и радиоастрономия в том числе, активно развивалась благодаря освоению космоса. В постсоветское врем вслед за сокращением активности в сфере освоения космоса последовал и спад в астрономии. Но в ИПА этого словно не замечают ​.

Система обеспечения страны фундаментальными координатами создается более тридцати лет.

«Она появилась у радиоастрономов, научных сотрудников Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН, на тот момент Академии наук СССР, Андрея Финкельштейна и Александра Ипатова», — рассказал «Стимулу» Юрий Балега.  Для решения этой прикладной задачи в 1987 году из состава САО была выделена особая научная группа, которая образовала новый академический институт — Институт прикладной астрономии.

«Первоначально проект назывался “Квазар”. Он предполагал строительство системы из двенадцати обсерваторий: девять на территории СССР, включая союзные республики, например Туркмению, и три за рубежом, в том числе в Китае, — рассказал научный руководитель Института прикладной астрономии Александр Ипатов. — Построить удалось три обсерватории — в Светлом (Ленинградская область), в станице Зеленчукская (Карачаево-Черкесия) и в урочище Бадары (Бурятия). Остальные объекты были заморожены на разных стадиях — от проектной до сборочной. Сейчас расширить систему поможет недавнее включение в состав института Уссурийской астрофизической обсерватории».

Новая площадка сделает уникальную научную установку еще масштабнее, так как Уссурийск удален от Петербурга уже не на четыре тысячи, а на все десять тысяч километров, а чем больше расстояние между синхронно работающими радиотелескопами, тем выше точность их совместных измерений.

Первый отечественный интерферометр состоял из трех антенн с диаметром зеркал 32 метра. Они были построены на территории обсерваторий Бадары, Зеленчукская и Светлое в начале 2000-х. В 1997 году заработал радиотелескоп в Светлом, в 2001-м — в Зеленчукской, в 2005-м — в Бадарах; таким образом, первый отечественный интерферометр работает с 2005 года. Тридцатидвухметровые радиотелескопы были включены в международную сеть радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ).

«Мы обмениваемся данными с NASA в соответствии с договором, который действует до 2021 года», — уточнил Александр Ипатов.

Обмен данными необходим для своевременного обнаружения возможных ошибок в одной из систем.

Однако по мере бурного развития радиоэлектроники ученым становилось очевидно, что можно серьезно усовершенствовать систему. Александр Ипатов вместе с американским радиоастрономом Томом Кларком из Годдардского центра космических полетов NASA и другими специалистами в области РСДБ-интерферометрии разработали требования к созданию радиотелескопов с оптимальными характеристиками

По этим требованиям немецкая компания Vertex построила в Баварии парный радиотелескоп. Он был значительно компактнее: диаметр зеркала составил не 32, а всего 13 метров. Компактность позволила сделать радиотелескоп более независимым от деформаций под воздействием собственной тяжести, а также более скоростным в перенастройке с одного объекта на другой.

В 2012 году Институт прикладной астрономии начал строить радиоинтерферометр второго поколения, используя для новых антенн единый проект и расставив их по старым точкам — в Зеленчукской, Бадарах и Светлом, недалеко от 32-метровых радиотелескопов.

Каждый радиотелескоп обошелся российскому бюджету примерно в 500 млн рублей. Металлоконструкции для первых двух антенн, в Бадарах и Зеленчукской, заказали в Германии, так как, по словам Александра Ипатова, немецкие производители предложили впятеро более низкую цену, чем Обуховский завод в Санкт-Петербурге, втрое более низкую, чем завод в Сызрани и вдвое более низкую, чем петербургский завод «Барс».

Металлоконструкции для третьей антенны, установленной в Светлом, были изготовлены в Эстонии и частично в Финляндии по той же самой причине: это обходится дешевле, чем в России. Зеркала для всех трех антенн изготовлены в Италии, так как там за счет специальных клеев научились обеспечивать точность их поверхности и отсутствие деформации на протяжении длительного времени. А вот «начинку» всех антенн — программное обеспечение, приемные устройства, датчики и так далее — разработали ученые ИПА РАН.

Тринадцатиметровая антенна в Светлом проектировалась, строилась и налаживалась три года.

Закладка телескопа в Светлом состоялась 17 апреля 2017 года в рамках VII Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение», став ярким моментом научного форума. В бронзовую капсулу представители РАН, Росстандарта, который выступает в качестве заказчика антенн, научных институтов России заложили грамоту с обращением к потомкам, в которой обозначены цели строительства телескопа.

Обработку информации с каждой из трех работающих синхронно антенн суперкомпьютер ведет с рекордной скоростью. Ресурсы системы позволяют обрабатывать потоки данных до 16 Гбит/с от станции, суммарно — 48 Гбит/с от трех станций. Максимальная пропускная способность системы — 96 Гбит/с .

Монтаж телескопа осуществлен с задержкой — не в конце 2017-го, а в самом начале 2018 года — из-за сложностей на таможне. Сорокатонную вилку телескопа — опору, которая крепится к бетонному фундаменту и на которую устанавливается зеркало — рабочая поверхность радиотелескопа, задержали на таможне при пересечении российской границы на десять дней. В итоге не только был отсрочен монтаж антенны, но и два большегрузных автомобиля десять дней простаивали на таможне, а в обсерватории на стройплощадке РТ-13 простаивал 130-тонный кран, что привело к увеличению расходов примерно на 50 тысяч евро за длительную аренду большегрузного транспорта.

Девятнадцатого сентября 2018 года состоялся первый пуск антенны телескопа РТ-13 в обсерватории Светлое. Такое событие астрономы называют инаугурацией, а с 4 декабря 2020-го новый телескоп работает в штатном режиме.

«Четвертую антенну для Уссурийской обсерватории будем строить полностью в России», — говорит Александр Ипатов.  ​​

Есть и более дальние планы. С кубинским Институтом радиофизики и астрономии ИПА РАН ведет переговоры о строительстве еще одного российского радиотелескопа на Кубе.​

В конце этого года состоялась презентация новой книги новосибирских археологов «Умревинский острог. Исследования 2010 – 2017 гг.». Книга была подготовлена и издана по проекту  РФФИ №20-09-42058/20 «Основные особенности развития оборонного зодчества в Сибири в эпоху Петра I». Рассказать подробнее об этой работе мы попросили одного из ее авторов, ведущего научного сотрудника Института археологии и этнографии СО РАН, д.и.н. Андрея Бородовского.

– Умревинский острог важен для нашей области потому, что это первый пункт российской государственности, возникший на ее территории (он был построен еще в 1703 году). Этот объект долгое время был в забвении, но в 2002 году мы начали его исследование. И на его примере хорошо видно, что история сохраняется не только в письменных источниках, архивных документах, рукописях, но и в объектах археологического наследия.

– И какой период истории отражается в находках на раскопках Умревинского острога?

– Остроги выступали костяком государственной системы, которая формировалась на территории Сибири, своего рода подвижной границей русских владений. Используя систему острогов, Россия смогла закрепиться на землях от Урала до Тихого океана, и не просто защищать новые земли, но и культурно их осваивать. Чаще всего, вокруг острогов в дальнейшем вырастали населенные пункты, первые сибирские города. Но этот же процесс, фактически, «стирал» с их территории сами остроги, что значительно затрудняет их современное изучение. Умревинскому острогу в этом плане повезло: население переехало в соседнее село, острог оказался заброшен, уже в конце XIX века он исчез с карт. Эта заброшенность помогла сохранить до наших дней огромное количество артефактов. В результате, все специалисты, изучающие остроги (а их у нас немало, как в Сибири, так и на европейской части страны) сходятся во мнении, что Умревинский и Албазинский остроги являются лучше всего сохранившимися, изученными и описанными.

– Книга, которую Вы презентовали – уже не первая работа, посвященная острогу?

– Да, это второй том, посвященный результатам экспедиций 2010 – 2017 годов. Более ранние находки, сделанные с 2002 по 2009 год, описаны в первом томе, который был опубликован несколькими годами ранее. Я считаю, что очень важно подавать такую информацию «по горячим следам», потому что спустя время ее будет гораздо сложнее суммировать, что-то неизбежно утеряется, и это может исказить общую картину.

– Раскопки на территории острога идут уже почти двадцать лет. Неужели там столь большой фронт работ?

– Словосочетание «археологические раскопки» звучит очень романтично, но на практике –это тяжелый кропотливый труд, когда надо снимать с немалой площадки бывшего острога тонкие слои земли. Делать это с максимальной осторожностью, часто с помощью кисточки. Тщательно идентифицировать каждую находку, которые часто имеют вид обломков чего-то, а то и вовсе похожи на комки грязи. Затем реконструировать ее первоначальный облик, подвергнуть самым различным обследованиям, извлекая из каждого артефакта максимум полезной информации. Соединять полученные данные с уже имеющимися, чтобы получить цельную картину.

Все это требует немало времени. И, как я уже сказал, благодаря заброшенности на площадке Умревинского острога сохранилось множество таких артефактов, в результате – каждый полевой сезон приносит достаточно находок, чтобы обеспечить коллектив экспедиции работой на остальную часть года.

– Чем вторая книга про раскопки острога отличается от первой?

– За прошедшие годы мы раскопали целый ряд новых объектов, о которых не говорилось в первом томе. Это, например, большой клад серебряных монет, так называемых, «капельных копеек» петровского времени. Некоторые из них были с дырочками на краях, то есть их использовали как детали украшений представительницы местных племен, которые, очевидно, были интегрированы в процесс русского освоения Сибири.

Также нам удалось найти и восстановить конструкцию южных ворот острога с особым верейным столбом, в котором был специальный механизм (полностью из дерева) для открытия этих ворот. Такие механизмы, возможно, были и в других острогах той эпохи, но они до наших дней не сохранились. А здесь мы получили возможность сделать максимально достоверную реконструкцию. Много находок нам принесли раскопки обширного некрополя, который возник на территории острога в конце XVIII века, когда он был заброшен как оборонительное сооружение. Было много других находок, сделанных преимущественно в южной части площадки острога. В итоге мы пришли к ряду интересных результатов. Во-первых, установили последовательность с шагом примерно в тридцать лет, с которой в XVIII веке менялись оборонительные сооружения острога. И это не просто отражение фортификационных изменений, но и культурных, трансформации московской Руси в европейскую империю Петра I и его наследников. Сначала острог представлял собой простой редут квадратной формы, спустя тридцать лет построили оборонительные башни. И построили их на самом важном участке оборонительного сооружения, там, где проходила дорога (будущий Сибирский тракт), шло водное сообщение по Оби. Фактически, эта южная сторона и была на определенном этапе – границей русских владений.

– Вы говорили, что остроги были не просто оборонительными сооружениями. А это как отразилось в их истории?

– Начнем с того, что первые экспедиции по изучению Сибири – Д.Г. Мессершмидта, академика И.Г. Гмелина – проходили по маршруту «от острога к острогу». Остроги, включая Умревинский, становились для них временными базами, на которых они собирали информацию об окружающих землях. А еще здесь останавливалось посольство С. Рагузинского, отправленное Петром I в Китай. Здесь были церковь и кладбище. Так что острог, судя по этим свидетельствам, играл роль местного административного и культурно-научного центра. А когда, в связи с тем, что граница отодвинулась на значительное расстояние, его оборонительное значение было утрачено, территория острога стала некрополем для окрестного населения. Это, кстати, довольно типичная картина для Сибири, такая же судьба была, к примеру, у Усть-Илимского острога. Но здесь мы обнаружили большое и хорошо сохранившееся сельское кладбище, которое тоже принесло немало интересных находок.

– А есть какая-то находка, описанная в новой книге, которую Вы могли бы назвать «самой-самой»?

– Я бы отнес к таким находку, сделанную нами в центральной части сооружения на территории острога, которое было судной либо приказной избой и, видимо, сгорело во второй половине XVIII века. Так вот, на его руинах мы нашли не только самую первую русскую печь с беленой кирпичной трубой, не только предметы, свидетельствующие о том, что здесь велось некое делопроизводство, но и зажимы (специальные скрепки, которыми закрывали объемные книги) от целой духовной библиотеки. Это говорит о том, что люди, работавшие в этой избе, были не просто чиновниками, обладающими набором административных функций, но и были вовлечены в духовную жизнь округи в формате Православия. Мы же можем говорить, что мы нашли не только Умревинский клад, но и первую библиотеку на территории нашей области. И это снова возвращает нас к вопросу, насколько широким был набор функций, выполняемых русскими острогами на сибирских (и не только) просторах.

Сергей Исаев

Да, еще не так давно вера в возможности человека была безграничной. Песня о яблонях, цветущих на Марсе, казалась не просто красивой метафорой, а изображением реального будущего, в коем никто тогда не сомневался. Впрочем, инерция тех времен сохраняется и поныне, иначе как объяснить объявленные планы скорой колонизации Красной планеты? Так, известный ракетостроитель Илон Маск пообещал отправить первую экспедицию к Марсу уже в 2024 году. Целью первых поселенцев якобы станет организация марсианской базы, на которую затем прибудет очередная партия колонистов. Означенные сроки, конечно же, условные, но дерзость замысла в любом случае впечатляет.

Возможно, мы несколько преувеличиваем, когда думаем, будто знаем о Марсе буквально всё, что нужно для его освоения. Эта уверенность, кстати, в полной мере просматривается в современной научно-фантастической литературе и в фильмах, которые снимают по мотивам подобных произведений.

Пять лет назад на экраны вышел фильм Ридли Скотта «Марсианин», где с помощью компьютерной графики нам ярко и якобы правдоподобно продемонстрировали марсианские реалии. Напомню, главный герой фильма – астронавт Марк Уотни – по случайному стечению обстоятельств остается в полном одиночестве на Красной планете. Чтобы выжить и найти пропитание, он организует самое настоящее тепличное хозяйство, где начинает выращивать картофель прямо в марсианском грунте, удобрив его с помощью фекалий.

Вроде бы, всё просто – смешал мелкие марсианские камушки с навозом, и готово. Но так ли это на самом деле?

Недавно американские ученые попытались провести аналогичный эксперимент в лабораторных условиях, о чем нам сообщает Science News. Исследование проводила команда ученых из Технологического института Флориды под руководством биохимика Эндрю Палмера. Главная задача состояла в том, чтобы проверить, насколько пригоден марсианский грунт для целей растениеводства. Коль уж мы намерены отправлять туда большие экспедиции, то было бы вполне разумно – по примеру упомянутого киногероя – развернуть прямо на месте выращивание растений для еды.

Как выяснилось, чтобы растения прижились, совсем недостаточно перемешать бесплодный грунт с фекалиями. На всякий случай уточним, что растения органику не «едят» - они поглощают из почвы необходимые минеральные компоненты, которые появляются в почвенном субстрате благодаря разложению всё той же органики с помощью микроорганизмов. Есть ли такие микроорганизмы на Марсе? В том-то всё и дело, что их там нет. Здесь принципиальное значение имеет как раз минеральный состав субстрата. Можно, конечно, воспользоваться гидропонными установками, но цель эксперимента, подчеркиваю, заключалось в том, чтобы проверить пригодность для растениеводства именно марсианского грунта.

Для своих исследований ученые выбрали три вида субстрата, более-менее приближенного по основным показателям к марсианскому грунту. В первых двух случаях использовались материалы, добытые на Гавайях и в пустыне Мохаве. Считается, что они чем-то напоминают естественные марсианские «почвы». Третий вид субстрата был изготовлен искусственно в лабораторных условиях из вулканических пород, глин, солей и различных химических элементов, обнаруженных на Красной планете марсоходом NASA Curiosity. То есть третий вариант, по мысли ученых, был максимально приближен к химическому составу того, что имеется на Марсе.

На этих трех видах субстрата были высажены салат-латук и сорняк Arabidopsis thaliana. Растения выращивались при контролируемом освещении, температуре 22 градуса Цельсия и влажности воздуха 70 процентов. Для первых двух вариантов грунта они оказались жизнеспособными. В третьем варианте растения не прижились. Иными словами, чем точнее мы моделируем химический состав марсианской «почвы», тем меньше у нас шансов что-либо вырастить. Ученые прекрасно дают себе отчет в том, что в земных условиях растениям помогают бесчисленные микроорганизмы. Однако поверхность Марса – это совершенно безжизненная пустыня, состоящая из мелких камней. Поэтому с таким грунтом придется основательно поработать, прежде чем на нем начнем что-либо выращивать. Освоить этот процесс с наскока, как поступает в фильме Марк Уотни, не получится. Нужны будут тщательные лабораторные исследования.

Кстати, для первых двух вариантов (где использовались материалы с Гавайев и Мохаве) растения дополнительно удобрялись смесью азота, калия, кальция и другими жизненно важными компонентами. Без этого они также оказались бы нежизнеспособными, как и в третьем варианте. Искусственно созданный грунт вообще не давал растениям никаких шансов, даже при дополнительной минеральной «подкормке». Чтобы повысить шансы, растения вначале выращивали на гидропонике, а потом пересаживали в этот искусственный «марсианский» грунт. Но даже при такой агротехнике они погибали спустя неделю после пересадки.

Ученые заключили, что главная проблема «марсианского» грунта в том, что он имеет очень высокий показатель pH – около 9,5 (в первых двух pH был около 7). Тогда с помощью серной кислоты этот показатель понизили до уровня 7,2. Это продлило жизнь пересаживаемым растениям еще на неделю, но потом они все равно погибли. Есть еще одна проблема, связанная с химическим составом настоящего марсианского грунта. По данным наблюдений, он содержит до двух процентов перхлората кальция – токсичной соли, являющейся сильным окислителем. В экспериментальном субстрате данного вещества не содержалось. Но когда его добавили в субстрат, растения не смогли в нем жить вообще. Отсюда последовал вывод, что перхлораты – очень серьезная проблема для марсианского сельского хозяйства.

Впрочем, некоторые исследователи полагают, что эту проблему можно решить с помощью некоторых земных бактерий, которые в состоянии успешно «утилизировать» такие соли, попутно выделяя из них кислород. Если указанные микроорганизмы доставить на Марс, то они помогли бы колонистам не только избавить грунт от токсичных соединений, но и попутно наладить производство жизненно важного кислорода. В любом случае становится ясно, что для колонизации Красной планеты понадобится тщательное изучения химического состава грунтов на всех участках предполагаемой высадки. Уже сейчас ученые, используя данные наблюдений, научились искусственно составлять несколько типов марсианских грунтов.

Подобные коллекции могут использоваться в качестве испытательных стендов для агротехнических экспериментов. Ученые пытаются понять, какие компоненты необходимо вносить в марсианские «почвы», чтобы сделать растения жизнеспособными. И один принципиально важный вывод уже сделан: выращивать растения на таких «почвах» – совсем не так просто, как это показано в фильме «Марсианин».

Николай Нестеров

С академиком Александром Асеевым мы знакомы с печального для российской фундаментальной науки 2013 года, когда был принят закон об Академии. По-сибирски прямой и откровенный, он рубил с плеча: «Это преступление против государства, против страны». Принципиально отказывался разговаривать с некоторыми чиновниками из ФАНО. Не жалел и некоторых коллег-академиков, считая их позицию соглашательской. Его могли не любить, но уважали: «спины не гнул, прямым ходил».

И еще одно небольшое отступление, необходимое для понимания ситуации. Новосибирский Академгородок – уникальное место. Десятки научных институтов на небольшой территории. От места работы до дома пешком. Очень лакомый кусок для застройки. Да и ничего не слышно о продлении моратория на отчуждение имущества РАН. Наоборот, как неоднократно писали «АН», с весны этого года Академию стали дербанить со страшной силой.

- У нас в Новосибирском Академгородке, две тысячи гектар земли. Свои озера, леса, своя энергетика, охраняемая территория. 1 гектар земли стоит примерно 100 миллионов рублей. Вся территория примерно 200 миллиардов. Если застроить и перепродать – выгода будет сумасшедшая. Как вы думаете – долго наши стены простоят, когда на кону такие деньги? Что там Карл Маркс говорил о преступлениях, на которые пойдет капитал ради 300 процентов прибыли?! – говорил в интервью «АН» несколько лет назад Асеев.

Вероятно, если бы был другой характер, если бы на кону не стояли бы такие деньги, то не было бы и нынешнего скандала. А суть его вот в чем…

В 2010 г. коллегиальным решением президиума СО РАН А.Л.Асееву как директору института, академику и председателю СО РАН предоставлен служебный коттедж по абсолютно законной процедуре с последующим оформлением договора социального найма. В 2014 году Президиум СО РАН разрешил приватизацию этих домов. Практически все 80 коттеджей были приватизированы на проживающих там академиков и членов их семей. В том числе и своим правом воспользовался и Александр Леонидович, зарегистрировав свой дом на дочь.

- Да, дом был предоставлен в соответствии с законом о праве на однократную бесплатную приватизацию по закону РФ от 1991 года. И по решению Президиума СО РАН. Тем же решением дома получили еще несколько академиков. Он действительно приватизирован на мою дочь. Она, согласно решению двух судов: районного и областного, признана законной его владелицей. Все правоустанавливающие документы у нас есть. Причем она такая же гражданка России, просто сейчас временно живет во Франции и работает там по контракту.

После предоставления коттеджа мы передали ранее принадлежащую нам 4-комнатную квартиру в Новосибирске стоимостью более тридцати миллионов рублей в собственность РФ с закреплением права оперативного управления за Сибирским отделением РАН, - не отрицает и сам академик.

Пока до 2017 года Асеев возглавлял отделение РАН, серьезных вопросов ни у прокуратуры, ни у Следственного комитета к нему не возникало. В прошлом году фигурантом уголовного дела по факту, якобы, мошенничества стал экс-управделами СО РАН Эдуард Скубневский, который и заключал договора. Говорят, сейчас против него все обвинения сняты, но официальной информации об этом нет. Зато Александр Асеев стал подозреваемым. Обвинение пока не предъявлено. Суть подозрений: «в жилье не нуждался, малоимущим не был», значит, коттедж захватил незаконно. Сейчас имущество Асеева арестовано.

Есть поговорка, что у двух юристов пять мнений. Позиции обвинения понятны: «виновен», так же как и позиции защиты: «не виновен». Пусть в этом разбираются профессионалы, оставим «кесарю кесарево».

Интересно другое: почему именно жесткие критики каких-либо действий официальных властей у нас попадаются в сети? Они сами такие растакие или сети так настроены, что скользких лояльных пропускают, а ершистых захватывают?! Почему следствие не отвечает на логичный вопрос: «А что только у Асеева коттедж был приватизирован незаконно, а у остальных всё чисто? Ведь там же, говорят, проживает и нынешний глава Сибирского отделения Академии Валентин Пармон, замеченный в исключительном «одобрям-с» любых действий властей.

Кстати, нечастый случай, когда коллеги-ученые однозначно отреагировали на ситуацию. В «АН» есть официальные письма (см. сайт «АН»), направленные в областные управления СК РФ и УФСБ, подписанные учеными с мировыми именами, с требованием прекратить уголовное преследование коллег.

Вообще, для страны «дело Асеева» - это лакмусовая бумажка, проверка «на вшивость»: кто в России на самом деле управляет ситуацией: чиновники, юные следователи или же люди, которые своим умом ее создавали последние полвека? Если первые или вторые, то…

От редакции. Александр Леонидович наш друг. Сейчас он лежит в «красной зоне». Чертов ковид… Ему нужно спокойствие и уверенность в себе. А какая тут уверенность, когда в любой момент могут предъявить обвинение?! Мы знаем, кто устроил все это. Знаем имя заказчика. Пока мы молчим. Пока молчим. Но друзей не продают, не предают. Ни в жизни, ни в смерти…

Успешный пуск тяжелой "Ангары-А5" подтвердил, что выявленные после первого старта замечания удалось устранить: теперь можно готовить ракету-носитель к плановым запускам; вместе с тем шестилетний перерыв в испытаниях говорит о том, что в организации работы имелись недочеты, рассказали РИА Новости эксперты в космической отрасли.

Второй испытательный пуск ракеты-носителя тяжелого класса "Ангара-А5" в понедельник утром провели военные с Плесецка. Ракета вывела в космос разгонный блок "Бриз-М" с макетом спутника.

По ракете, мне кажется, этим пуском отработаны конструкторско-проектировочные задачи. Я бы запускал в следующие разы ракету с полезным грузом в рамках коммерческой деятельности или в рамках госзаказа", - такое мнение выразил в беседе с РИА Новости один из разработчиков ракет семейства "Ангара", а ныне гендиректор компании "КосмоКурс" (планирует предоставлять услуги суборбитального космического туризма) Павел Пушкин.

Вопрос был в том, удастся ли после шестилетнего перерыва между пусками "подтвердить возможность производства ракеты в том же качестве, в тех же объемах".

"Все прошло успешно: "Ангара" отработала нормально, судя по отзывам… Этот пуск - еще одно подтверждение конструкторских решений", - отметил эксперт.

Необходимость подтверждения производственных качеств ракеты возникла еще и в связи с тем, что блоки первой ступени и вторая ступень "Ангары" были собраны в Омске, где на предприятии "Полет" развертывается серийное производство ракеты, а не в московском Центре Хруничева, где собиралась первая ракета.

"Этим пуском проверили способность производства дальше эту ракету производить. Технологии и кадры не потеряны. Мы увидели, что все возможно", - сказал Пушкин.

Помимо того, ко второму полету ракеты устранили самые важные замечания, которые возникли у военных после первого старта "Ангары-А5" в 2014 году.

По словам эксперта, в дальнейшем доработки ракеты продолжатся как с целью повышения ее технических характеристик, так и для снижения стоимости производства. Кроме того, в перспективе ракета получит разгонный блок ДМ-03 "Персей" и новый кислородно-водородный разгонник.

"После отработки связки "Ангары" с ДМ-03 следующий пуск должен быть уже с аппаратом. Смысла запускать без аппарата уже нет. Все показывает, что ракета работоспособна", - резюмировал эксперт.

Организация не на космическом уровне

Долгий перерыв в шесть лет между первым и вторым пусками "Ангары-А5" связан с проблемами при организации работ, считает руководитель Института космической политики Иван Моисеев.

"То, что творится с "Ангарой-А5", этому действительно нет никаких аналогов. Это с 1992 года история тянется, все одно и то же", - заявил он агентству.

По словам Моисеева, процесс переноса производства "Ангары" из Москвы в Омск надо было организовать так, чтобы это не отражалось на сроках испытаний.

"Надо делать так, чтобы перенос (производства) мягко производился. Есть множество вариантов. Продолжать работу, скажем, и спокойно переносить так, чтобы это не сказывалось на результате", - пояснил он.

Как бы вы отреагировали на заявление, будто Кремниевая долина – гордость современной Америки (да и всего мира) – стала помехой для научно-технического развития? Нет, она, конечно, приносит пользу, но в то же время в перспективе дает не очень хороший «побочный эффект», вызывающий гипертрофированное увеличение одного сектора в ущерб всему остальному. Подобные заявления могут показаться абсурдными, но они не лишены рационального обоснования. Просто мы настолько привыкли доверять пропаганде, что не считаем нужным критически переосмыслить навязанные ею красивые образы. Прогресс, безусловно, идет, но его КПД, если можно так выразиться, постоянно снижается. И виной тому выступают знаменитые высокотехнологичные гиганты, на которых мы по инерции продолжает уповать.

Не так давно эту тему подробно разобрал американский колумнист Дерек Томпсон в одной из своих публикаций. Мы вынуждены обратить внимание на эту работу, поскольку она позволяет избавиться от некоторых иллюзий, в которых пребывает наше общество, прежде всего – наши политики, с подростковой наивностью верящие в чудеса пафосных «эпохальных» проектов и по-эпигонски копирующие зарубежный опыт. Проблема в том, что этот опыт может оказаться не совсем удачным, способным завести нас в такие дебри, что в итоге придется спешно искать выход из тупика. Как говорится, умные люди учатся на чужих ошибках. На мой взгляд, сейчас для нас как раз наступило самое подходящее время для такой «учебы».

Как справедливо замечает автор, спустя десятилетия историки, возможно, будут вспоминать начало нашего столетия как тот период, когда богатейшие страны мира вложили свои таланты и капиталы лишь в узенький спектр человеческих возможностей – в цифровые технологии. Благодаря им мы получили ряд важных приобретений – беспрепятственный доступ к СМИ, к информации, к потребительским товарам и различным услугам. Однако не стоит забывать, что нам обещали намного больше, когда провозглашали новую эпоху. Нам обещали очередную промышленную революцию, способную изменить окружающий мир. Однако все ограничилось лишь приобретением новых удобств. Мир же вокруг нас не изменился. То есть революция оказалась однобокой и совсем не такой масштабной, как задумывалось.

Автор обращает внимание на такой парадокс: цифровая эпоха странным образом совпала с экономическим спадом в США. Во всяком случае, былого динамизма здесь не наблюдается, как это было до появления «цифры». Инновации в сфере высокотехнологичного бизнеса серьезно обогатили лишь небольшую кучку людей, но при этом они не посодействовали ни ожидаемому от них увеличению рабочих мест в сфере малого и среднего бизнеса, ни обновлению разрушающейся инфраструктуры.  

Если ориентироваться на социально-экономические показатели, то «цифра» привела лишь к усилению социального расслоения и росту имущественного неравенства. Да, ведущие высокотехнологические компании посодействовали увеличению удобств, но они совсем не привели к тем глубоким трансформациям, о которых в свое время говорили государственные руководители, «благословляя» данное направление.

Суть претензий автора в том, что настоящая промышленная революция мгновенно отражается на динамике экономического развития. Так, в XIX веке это сказалось на стремительном росте производительности и, соответственно, на росте благосостояния – сначала в Англии, затем и во всей Европе. Несмотря на то, что переход на рельсы индустриального развития оказался весьма болезненным, это привело к увеличению заработной платы рабочих и увеличению продолжительности жизни уже во второй половине позапрошлого столетия. Однако цифровая экономика, указывает автор, как будто движется в противоположном направлении. Если бы прежняя динамика сохранялась, то к 2013 году американская экономика выросла бы еще на 60 процентов. В чисто денежном выражении это означает прибавку в 30 тысяч долларов в год на каждое домовладение. Вместо этого с 1973 по 2013 год рост доходов резко замедлился. Наш цифровой век, заключает автор, почему-то совпал с падением экономического роста. По некоторым данным, снижение производительности привело к падению ВВП США на 2,7 триллионов долларов с 2004 года. Да, сегодня мы все пользуемся смартфонами и воспринимаем их как величайшее благо современной цивилизации, однако, полагает автор, все эти приобретения не стоят потерянных триллионов долларов.

Если же, читаем мы, оторвать взгляд от экранов наших электронных «игрушек» и беспристрастно взглянуть на окружающий мир, то увидеть прогресс станет затруднительно. Современный город в его физическом измерении – с сиянием электрических огней, грохотом автомобилей, гулом самолетов над головой и гулом метров внизу – это всё отражение индустриальной, доцифровой эпохи. Таким он стал еще в начале прошлого века и таким он остается и в наши дни. Компьютеризация его ничуть не преобразила, не изменила этого облика. Физическая среда кажется автору законченной, а основные инновации перенесены в невидимую область байтов и цифрового кодирования.

Понятно, что апологеты компьютерной революции приводят свои аргументы, обращая внимание на то, что цифровые технологии дают людям новые возможности для раскрытия творческого потенциала. С этим трудно спорить. Но есть другая, куда более серьезная проблема: каковы в наше время объективные возможности с пользой реализовать этот творческий потенциал? Так, в 1980-х годах у среднего американца была намного больше шансов открыть собственную компанию, чем в нынешнем десятилетии. По некоторым данным, из-за внедрения широкополосного доступа в Интернет произошло снижение предпринимательской активности почти во всех городах и во всех отраслях.

По мысли автора, наблюдаемое сокращение предпринимательской активности прямиков ведет нас к Силиконовой долине. Причина проста: знаменитые высокотехнологичные компании фактически добились монопольного положения в офисном программном обеспечении, в социальных сетях и в поисковых системах. Поэтому вместо того, чтобы содействовать инновациям, эти гиганты выросли настолько, что просто подминают на своем пути мелких предпринимателей, рискнувших создать инновационный продукт. В итоге их огромная мощь усугубила региональное неравенство в силу локализованной концентрации богатства. Так, в США 80% венчурных инвестиций приходятся всего на три штата – Калифорнию, Нью-Йорк и Массачусетс. По идее, отмечает автор, Интернет призван был разрушить доминирование империй, высвободить творчество и распространить богатство. Вместо этого, наоборот, произошло снижение конкуренции и усиление диктата со стороны победителей.

В то же время технологические гиганты постоянно демонстрируют снижение эффективности и бесплодности своих разрекламированных «эпохальных» проектов. Самый красноречивый пример – создание беспилотных автомобилей. Обществу внушалась мысль, будто мы стоим на пороге кардинального изменения всей транспортной системы. Однако на деле компании, владеющие таким видом транспорта, просто пытались сократить издержки, связанные с выплатой своим работникам медицинских страховок и прочих социальных льгот. Как замечает автор, такая система должна облегчить жизнь современным яппи, но она ничуть не делает лучше ситуацию на улицах наших городов. Ситуация в транспорте становится только хуже, поскольку машины-беспилотники вносят свой вклад в увеличение заторов на дорогах. А чтобы оценить эффективность подобных инноваций, достаточно сказать, что один только Uber за десять месяцев потерял несколько миллиардов долларов на использовании подобных штуковин.

Разумеется, цифровая революция имеет место, и потенциал новых технологий пока еще не раскрыт до конца. И если мы имеем дело с замедлением прогресса, то связано это отнюдь не с технологиями, а с некоторыми способами их применения. Главную проблему аналитики видят в плохом управлении. Возможно, спад наметился еще до цифровой экономики. Поэтому не исключено, что новые технологии, на самом деле, только его смягчили. Ведь, несмотря на падение темпов роста, мы понимаем, что тот же Интернет привнес важные перемены в нашу жизнь. Например, сделав доступной удаленную работу. Это, естественно, не замедлило сказаться на снижении мобильности, но вряд ли данный факт можно считать трагическим для экономики. Основную проблему автор видит в том, что IT-сектор непропорционально растет, обгоняя все остальные сектора по количеству занятых. Только с 2013 по 2017 годы количество людей, связанных с компьютерными технологиями, увеличилось более чем в два раза. Такой перекос вряд ли можно назвать желательным для развитой страны. Уже сейчас, замечает автор, большинство изобретений в этом секторе не имеют никакого значения для жизни. При этом намечаются тревожные тенденции, когда высокотехнологичные гиганты начинают создавать системы для отслеживания и управления человеческим поведением. Надо ли говорить, что от Интернета ждали совсем не того (вспомним участившиеся у нас разговоры об «электронном концлагере»).

А ведь было бы намного лучше, замечают аналитики, чтобы «айтишные» таланты направлялись в такие области, как биотехнологии (для профилактики и лечения заболеваний) и в автоматизацию строительства (что позволит снизить цены на жилье). В принципе, есть достаточно много жизненно важный сфер, где как раз и потребуется цифровизация. Однако при этом необходимо избавиться от иллюзий, будто в Кремниевой долине живут добрые волшебники, способные с помощью одного лишь цифрового кода решить важные проблемы. Здесь многое будет зависеть от участия местных властей, да и от обычных людей. Именно всем нам, считает автор, необходимо приложить все усилия к тому, чтобы вернуть изобретателей «на Землю». 

Константин Шабанов