Об этом рассказал президент Российской академии наук академик Александр Сергеев на общем собрании РАН. Ученые Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН разработали наноструктуры с квантовыми точками «германий в кремнии» с контролируемыми параметрами и модифицировали эти структуры металлическими метаповерхностями. Свойства получившихся многослойных нанообъектов позволяют в десятки раз увеличить чувствительность фотодетекторов и эффективность излучателей света для ближнего и среднего инфракрасного диапазонов длин волн. Инфракрасные фотодетекторы и излучатели применяются в системах волоконно-оптической связи, приборах ночного видения.

В исследовательской работе принимали участие специалисты Новосибирского государственного университета, Томского государственного университета, Научно-практического центра по материаловедению НАН Беларуси. Результаты опубликованы в журналах Scientific Reports, Journal of applied physics, Физика и техника полупроводников, Письма в ЖЭТФ.

«Он (научный результат ― прим. авт.) получен в Институте физики полупроводников СО РАН. Там были созданы гетероструктуры, где на подложках кремния с квантовыми точками германий-кремний были добавлены двумерные периодические массивы металлических нанодисков из золота или алюминия. Оказывается, такая структура имеет уникальные светоизлучающие и детектирующие (сенсорные ― прим. авт.) характеристики благодаря возникновению сильных плазмонных эффектов. С учетом этих явлений удалось повысить квантовую эффективность фотоприемников на основе новых гетероструктур в 40 раз в ближнем инфракрасном диапазоне и в 15 раз ― в среднем инфракрасном диапазоне», ― отметил президент РАН.

Александр Михайлович Сергеев добавил, что у результатов большая практическая значимость, так как для изготовления таких структур можно использовать развитую кремниевую технологию. Именно кремниевая технология позволяет выпускать современные производительные гаджеты и компьютеры.

Полупроводниковые излучатели и фотоприемники в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах используются в системах волоконно-оптической связи, для мониторинга земной поверхности из космоса, наблюдения за космическими объектами. При создании полупроводниковых излучателей и фотоприемников для инфракрасного диапазона в основном применяются соединения А₃В₅ (например, арсенид галлия, арсенид галлия-индия). Но эти соединения весьма сложно синтезировать на кремниевых подложках, в отличие вышеописанных структур с квантовыми точками «германий в кремнии».

«Мы давно работаем со структурами “германий-кремний” и умеем создавать упорядоченные, строго контролируемые массивы квантовых точек, “способные” к детектированию и излучению света в инфракрасном диапазоне. Объединив нашу технологию с последними достижениями в области плазмоники, мы добились многократного увеличения фотолюминисценции германий-кремниевых квантовых точек.

Структуры с квантовыми точками “германий в кремнии” создавались на основе методов формирования упорядоченных ансамблей квантовых точек для усиления поглощения или излучения света полем упругих деформаций и введением локальных уровней в квантовые точки. Затем эти структуры с квантовыми точками были сопряжены с двумерными периодическими металлическими решетками субволновых нанодисков, либо отверстиями в металлической пленке. Металлические нанодиски и отверстия в металлической пленке выступали в качестве метаповерхностей, позволяющих преобразовать внешнее электромагнитное излучение в поверхностные плазмон-поляритонные волны», — прокомментировал соавтор исследования, заведующий лабораторией ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Анатолий Васильевич Двуреченский.

Компоненты плазмоники и метаматериалов совместимы с электронными микросхемами благодаря используемым в плазмонике субволновым размерам и электропроводящим материалам. Поэтому плазмонные наносхемы обладают высоким потенциалом в минитюаризации интегрированных фотонных схем, обеспечивая связь между электроникой и фотоникой.

Квантовые точки — трехмерные фрагменты нанометровых размеров полупроводника, в котором носители заряда (электроны или дырки) локализованы и не могут свободно двигаться во всех направлениях. Воздействуя на квантовую точку переменным электрическим полем, можно обеспечить испускание фотонов: так устроены миниатюрные источники излучения, либо протекание электрического тока электронов, последнее используется в фотодетекторах.

Плазмон ― псевдочастица, квант (неделимая порция) колебания свободных электронов в металле. Плазмонный эффект (резонанс) ― резонансные колебания электронов в металлических пленках, длина волны которых определяется строением пленки и диэлектрической функцией используемых металлов.

Работа проводилась в рамках проекта–«стомиллионника»: «Квантовые структуры для посткремниевой электроники», победившего в конкурсе Минобрнауки России. Исследования поддержаны Российским научным фондом (проект № 19-12-00070) и Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 18-52-00014).

Пресс-служба ИФП СО РАН

Учёные Сибирского федерального университета предложили усовершенствовать боевую одежду пожарных с помощью особых вкладышей, содержащих пружинящие детали из материала с памятью формы. 

Этот материал — хорошо известный сплав никеля и титана под названием нитинол, практически не подверженный коррозии и отличающийся высокой прочностью. При нагревании изделий из нитинола происходит их быстрое расширение, а последующее остывание возвращает деформированный предмет в изначальную форму. 

Изготовить из нитинола «умные» вкладыши для перчаток, шлемов, курток или комбинезонов пожарных разработчики с кафедры Техносферной и экологической безопасности решили относительно недавно, и идея оказалась практически реализуемой.

"Материалом с памятью формы наш коллектив занимается с 2015 года. Уже получен ряд патентов, подтверждающих высокий уровень разработок на его основе. Задача снабдить боевую одежду пожарных хлопчатобумажными вкладышами, наполнение которых состоит из рядов упорядоченно расположенных нитиноловых пружин, появилась благодаря нашим коллегам–студентам, которые служат пожарными. Например, соавтором разработки выступил магистрант кафедры, начальник пожарной части № 19 Железнодорожного района города Красноярска, Игорь Федорченко", — сообщила доцент кафедры Тамара Енютина.

Идея оказалась практичной и лёгкой в исполнении, «умный» вкладыш помещается прямо между гигиентическим и газонепроницаемым слоями одежды, может вшиваться в воротник куртки или помещаться в шлем, а образцы «прокачанных» нитиноловыми вкладышами перчаток уже прошли апробацию в борьбе с настоящим пламенем.

"Устойчивость стандартного боевого комплекта одежды пожарного в горящем здании 240 секунд. Предложенные нами вкладыши увеличат это время. В деле спасения людей и животных эти секунды могут оказаться решающими. Конечно, теплоотражательный костюм (ТОК–200), напоминающий скафандр, даёт до 600 секунд защиты — но эти костюмы используются в строго определённых случаях, например, при тушении пожаров в неблагоприятных климатических условиях или при повышенном тепловом воздействии. Наши вкладыши предназначены для повседневной форменной одежды. Они её почти не утяжеляют, а удорожание одного комплекта из–за нитиноловых вставок совсем незначительное, порядка пяти процентов", — уточнила Тамара Енютина.

"Мы отталкивались от идеи создания „воздушной подушки“ внутри перчатки или одежды. Нитиноловые пружины моментально нагреваются, раздвигают слои одежды, и эта своеобразная „подушка безопасности“ страхует руки и всё тело пожарного от соприкосновения с раскалёнными предметами. Например, можно взять в ладонь раскалённый металл или горящее дерево и удерживать его достаточно долго без вреда для себя. После использования перчатки, уловив снижение температуры окружающей среды, слои сами „сложатся“ до привычного размера", — отметила соавтор исследования, доцент кафедры техносферной и экологической безопасности Людмила Кулагина.

Сегодня подписано соглашение о вхождении научно-образовательных организаций Омской области в консорциум с ФИЦ ИВТ по созданию «Сибирского национального центра высокопроизводительных вычислений, хранения и обработки данных «СНЦ ВВОД».

Напомним, что ранее соглашение о намерениях в формировании такого консорциума уже подписали ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, ФИЦ ИК СО РАН (Заказчик-застройщик «ЦКП «СКИФ»), «Большой университет» г. Томска, а также «Институт государственно-частного планирования» (г. Санкт-Петербург), являющийся оператором создания региональных научно-промышленных кластеров двойного назначения.

Со стороны Омского научного центра в консорциум входят Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омский государственный технический университет, Омский государственный университет путей сообщения, Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет, а также новый индустриальный партнер проекта ООО «Основа Дата Нэт».

Как отмечают в руководстве ФИЦ ИВТ, главная цель реализации проекта «СНЦ ВВОД» —  формирование суперкомпьютерной вычислительной сети, которая охватит все сибирские регионы. Пока сложился ее первый уровень в виде треугольника «Новосибирск – Томск – Омск». В каждом из регионов будет локализован свой сегмент будущей сети: в Новосибирске суперкомпьютерный дата-центр первого уровня (главными постановщиками задач которого станут ЦКП СКИФ и ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора), в Томске – дата-центр второго уровня (он станет резервом для новосибирского центра), в Омске – дата-центр третьего уровня, который станет решать вспомогательные задачи.

«Омская область обладает серьезными научными и образовательными компетенциями, но сегодня этот потенциал, на наш взгляд, остается несколько недооцененным, что мы надеемся исправить, в том числе, через сотрудничество в консорциуме», — отметил врио директора ФИЦ ИВТ Андрей Юрченко.

Следующим шагом станет сбор научных и образовательных задач для омского дата-центра, который завершится 1 мая этого года, а к лету должна быть утверждена «дорожная карта», содержащая конкретные параметры будущего объекта и сроки запуска его в работу.

Если же говорить о проекте в целом, то, как сообщалось ранее, одна из важных задач суперкомпьютерного центра «СНЦ ВВОД» – обеспечение вычислительными мощностями Центра коллективного пользования «СКИФ», который создается в наукограде Кольцово в рамках нацпроекта «Наука». На аппаратной платформе «СНЦ ВВОД» будет размещен цифровой двойник синхротронного центра – он позволит координировать строительство, виртуально тестировать работу станций в различных режимах, планировать экспериментальное время, в целом управлять процессами и обеспечивать безопасность объекта.

На днях карьеры НГУ мы провели небольшое исследование. Специалисты «Дата Ист» пообщались со студентами технических факультетов и выяснили, в каких сферах они хотят применить университетские знания, о какой работе мечтают и на каких языках программируют.

Оказалось, что больше всего студенты интересуются проектами, связанными с машинным обучением, big data и data analysis. «Такое ощущение, что все хотят двигаться в этом направлении, - рассказывает ведущий программист «Дата Ист» Егор Федоров. - Меня спрашивали, есть ли у нас что-то для питонистов и плюсовиков. Этому учат на семинарах, и ребята уверены, что достаточно знают про C++, как я в свое время, когда был студентом». Вместе с тем звучали вопросы о продуктах компании, условиях работы, соцпакете, расположении офиса. Самые решительные отваживались узнать, как совмещать учебу и работу.  

«Ко мне обратилось несколько ребят по С#. Уровень знаний был не слишком высок, я порекомендовал им поучиться и попробовать свои силы в тестовых задачах «Дата Ист», - отмечает программист Константин Ульянов. – Расспрашивали также о стажировках в нашей компании, которые проводятся регулярно».

Интересы в вопросах трудоустройства у молодых людей и девушек разделились. Так, девушки в основном рассматривали вакансии дизайнеров, тестировщиков или лингвистов. Иностранные студенты искали работу без знания русского языка.  

Специалисты «Дата Ист» давали советы будущим программистам, расспрашивали их о степени владения языками и предлагали конкретные вакансии. Студентам 2-3 курсов они рекомендовали еще поучиться, чтобы не столкнуться с дилеммой «учеба или работа». «Университет для учёбы, - говорит Егор Федоров. – Но студентам старших курсов мы всегда рады. Для многих из них наша компания стала первым местом работы». На днях карьеры НГУ студенты голосовали за наиболее понравившуюся компанию, в результате «Дата Ист» получила звание лучшего работодателя для студентов.

«Дата Ист» тесно сотрудничает с Новосибирским госуниверситетом и реализует совместные проекты. Компания известна своими ИТ-разработками в сфере геоинформатики. С помощью инструментов и решений «Дата Ист» проектируются «умные города», осуществляется управление лесными ресурсами Великобритании, создаются карты для изучения последствий ураганов и наводнений, разрабатываются путеводители для национальных парков «Русская Арктика», «Зайнон» и «Глейшер». За всеми этими грандиозными проектами стоят увлеченные люди, открытые для инноваций и развития.

«Мы всегда в поиске новых идей, возможностей и талантов. И Новосибирский госуниверситет является для нас кузницей кадров», - отмечает генеральный директор компании «Дата Ист» Вячеслав Ананьев.

Одним из образовательных проектов студентов и преподавателей НГУ, который «Дата Ист» поддерживает уже много лет, является глобальная контрольная по географии «Контурная карта». Цель проекта - популяризировать географические знания среди населения, в частности молодежи. В этом году контрольная пройдет в НГУ 25 апреля уже в шестой раз.

Екатерина Вронская

В начале февраля этого года вышел Указ Президента РФ Владимира Путина «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в области экологического развития Российской Федерации и климатических изменений». Согласно этому документу, правительство обязано в течение полугода разработать и утвердить Федеральную научно-техническую программу в области экологического развития РФ, рассчитанную на период до 2030 года.  Предлагаемые решения должны затронуть достаточно широкий круг проблем: экологическая безопасность, мониторинг состояния окружающей среды, изучение изменений климата и их последствий. Ну и, конечно же, оценка возможных мер по снижению выбросов парниковых газов.

Как мы знаем, с недавних пор проблемы экологии стали тесно ассоциироваться с проблемой климатических изменений. Климатические изменения, в свою очередь, поставлены в зависимость от эмиссии углекислого газа, которая в этой логике напрямую увязана с работой энергетических предприятий. Поэтому совсем не исключено, что данный документ многими будет истолкован как очередной жест в сторону так называемого энергетического перехода. Напомню, что в ноябре прошлого года был подписан президентский Указ о сокращении выбросов парниковых газов в целях реализации РФ своих обязательств в рамках Парижского соглашения по климату.

Думаю, нет смысла уточнять, что у нас в стране ряд экспертов и политических деятелей давно уже жаждут полного принятия «зеленой» климатической повестки – по примеру того, как это происходит в странах ЕС и в США (с приходом Байдена). Если руководство страны все-таки двинется в указанном направлении, то тогда нас ожидает планомерный отказ от ископаемого топлива и безудержное наращивание объектов возобновляемой энергетики. Угольная генерация, естественно, закономерно подвергнется остракизму.

Мы не будем сейчас рассуждать о вероятности такого сценария. Понятно, что в наших условиях он практически нереализуем. Однако при этом он способен отвлечь немало сил и средств на реализацию различных «инновационных» проектов, чья актуальность для страны останется под большим вопросом. Вместе с тем правительство, стремясь продемонстрировать свою приверженность «зеленой» повестке, может оставить без внимания куда более значимые проекты. Мы говорим сейчас о проектах, связанных с развитием угольной генерации. Подчеркиваем, происходящий сейчас на Западе масштабный переход на ВИЭ сопровождается демонстративным отказом от угля. Именно демонстративным! Для России, конечно же, такой подход к угольной генерации не приемлем – хотя бы только потому, что мы не можем просто так, росчерком пера, поставить вне закона тепловые станции. Такой фанатизм никак не вписывается в экономические реалии страны.

В этой ситуации нам предстоит найти свой «особый путь», чтобы и волки были сыты (мы про климатические обязательства), и овцы были целы (имеем в виду угольную генерацию). То есть необходимо снижать эмиссию углекислого газа, не отказываясь от своей угольной энергетики. Наоборот, осуществляя ее планомерное инновационное развитие. Полагаю, что на данном этапе в руководстве страны морально готовы к принятию подобных предложений со стороны специалистов. А такие предложения имеются (о чем мы пишем регулярно).

Как мы уже сообщали, недавно в Новосибирске состоялся Форум «Кооперация науки и производства». На одной из дискуссионных площадок был затронут вопрос экологии, который плавно перешел в плоскость развития энергетики, точнее – развития угольной генерации. Эту тему поднял хорошо известный в нашем городе (и в стране) ученый Валентин Данилов, уже не первый год, продвигающий технологию газификации угля и ее применения для теплоснабжения территории Новосибирского научного центра.

Сам принцип, положенный в основу данной технологии, далеко не нов. Так, еще в XIX веке для освещения Лондона использовался «синтетический» газ, получаемый из угля. Напомним, что в Красноярске по тому же принципу одно успешное предприятие производит угольный сорбент, попутно получая синтез-газ (идущий – бесплатно – для отопления домов). Валентин Данилов предлагает расширить применение этой технологии, осуществляя «двойную» генерацию на основе бурого угля – производя сорбент (который в десять раз дороже исходного материала) и синтез-газ. По его словам, в Сибири именно таким путем можно организовать всё теплоснабжение городов и крупных поселков. Благо, запасы бурого угля в наших краях колоссальны. Развиваясь в указанном направлении, мы, безусловно, могли бы сразу реализовать две цели: снизить «углеродный след», одновременно осуществив модернизацию угольной энергетики. В этом плане глубокая переработка угля, предложенная ученым, кажется намного предпочтительнее маниакального перехода на ВИЭ. Во всяком случае, применительно к Сибири такой подход выглядит вполне уместно.

С точки зрения Валентина Данилова, наилучшей демонстрационной площадкой для такого проекта является Академгородок. Как откровенно признался ученый, система теплоснабжения Академгородка соответствует уровню конца позапрошлого века. Банальное сжигание в котлах природного газа с централизованной подачей тепла – печальный анахронизм наших дней. Для научного центра, позиционирующего себя как «центр инновационных технологий», такое инфраструктурное отставание плохо сказывается на репутации. Ученый считает, что разрекламированная программа «Академгородок – 2.0.» должна непременно включать в себя и аспект модернизации системы теплоснабжения. В принципе, объективных препятствий для внедрения такой технологии нет. В этой связи ученый выдвинул концепцию создания в Бердске энерготехнологического комплекса, где могла бы происходить апробация подобных технологий. По словам Валентина Данилова, в Бердске уже есть заинтересованные лица из числа представителей бизнеса. То есть указанный пилотный проект имеет четко выраженную коммерческую составляющую, привлекательную для инвесторов.

В общем, в стране, конкретно – в Новосибирской области – уже есть научно-производственный потенциал, который можно успешно применить для энергетического перехода «по-российски». И здесь программу развития Академгородка удалось бы включить в общий контекст разрабатываемой правительственной программы, отмеченной в недавнем Указе Президента РФ по реализации государственной научно-технической политики в области экологического развития.  Я специально обращаю внимание на данный момент. У нас в таких вопросах часто зацикливаются на проблемах территориального планирования и поддержки науки. Однако, несколько расширив рамки программы развития Академгородка и выделив отдельной строкой тему модернизации системы теплоснабжения, мы могли бы четко «вписаться» в указанную правительственную программу.

Полагаю, что руководителям научных организаций Академгородка, а также все тем, кто так или иначе связан с вопросами его развития (включая и многочисленных гражданских активистов), стоило бы уже сейчас, что называется, поднять на щит вопрос модернизации угольной энергетики в предложенном здесь ключе. В конце концов, если мы уверены в том, что Новосибирский научный центр имеет МИРОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ, то такой расширенный контекст напрашивается сам собой. То есть Академгородок мог бы стать неким флагманом «экологического» подхода к модернизации энергетической отрасли, демонстрируя всему миру адекватный, взвешенный и поддержанный наукой путь развития столь жизненно важной сферы.

Андрей Колосов

Ученые изучили, как кровоснабжение головного мозга изменяется по мере развития сахарного диабета I типа. Для этого они наблюдали за особой генетической линией мышей, у которой сильнее проявляются последствия этого заболевания. В будущем эти результаты можно будет перенести в клиническую практику, для выявления патологических изменений в системе кровоснабжения мозга человека на ранних стадиях развития диабета I типа.

Исследование провели сотрудники молодежной лаборатории высокотехнологического фенотипирования лабораторных животных ИЦиГ СО РАН совместно с коллегами из лаборатории дифференциальных уравнений Института гидродинамики имени Лаврентьева СО РАН. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Одно из важных направлений работы Института цитологии и генетики СО РАН – создание и изучение моделей заболеваний человека на линиях лабораторных животных. Это позволяет лучше понимать механизмы развития болезней, факторы риска их развития, находить новые мишени для лекарственного воздействия и создавать более совершенные способы диагностики, в том числе на ранних этапах (когда лечение наиболее эффективно).

Используя магнитно-резонансный томограф Центра генетических ресурсов лабораторных животных ИЦиГ СО РАН (самый мощный прибор такого типа в стране) ученые построили математическую модель кровотока Виллизиева круга (у животных не всегда замкнута совокупность кровеносных сосудов, обеспечивающих поступление и распределение крови в головном мозге), причем, в двух вариациях, одна из которых учитывала пульсацию кровотока, а другая – нет.

Незначительные функциональные изменения кровотока стали заметны уже через месяц наблюдений, а через два они стали выражены и анатомически. Эти изменения имели связь с пространственной организацией кровоснабжения и сосредотачивались в основном в правой части Виллизиева круга. Данная особенность вполне соответствует биологической природе симметрии и асимметрии.

– Симметрию, в определенном смысле, считают показателем здоровья организма, а в основе возникновения асимметрии чаще всего лежит какое-то нарушение, на генетическом, метаболическом, физиологическом или ином уровне работы организма, – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Андрей Акулов.

В данном случае, асимметрия возникла в результате течения диабета I типа.

Конечно, отмечают ученые, в рутинной медицинской практике эти изменения вряд ли обратят на себя внимание врача, во время обследования с помощью МРТ ищут серьезные повреждения сосудов, а созданные нами модели фиксируют более тонкие изменения, которые, сами по себе, не несут острой угрозы здоровью. Но они сигнализируют о том, что некие патологические процессы уже затронули систему кровоснабжения мозга и в будущем могут вылиться в серьезные проблемы.

– Диабет I типа остается пока неизлечимым заболеванием, пациентам с таким диагнозом нужна пожизненная терапия, но мало кто знает, как меняются ключевые характеристики сосудистой системы головного мозга на фоне болезни и назначаемого лечения, а они меняются, - подчеркнул Андрей Акулов.

Тем временем, ученые из ИЦиГ и ИГиЛ, задействованные в этом исследовании, продолжают изучать как диабет, и вызванная им гипергликемия, влияют на мозг и его кровеносную систему. Известно, что у пациентов с диабетом I типа выше риск развития инсультов, когнитивных нарушений. Причем, часто это происходит (в отличие от диабета II типа) в возрасте 30-40 лет, поскольку само заболевание начинается раньше, в подростковом возрасте. И большая часть этих проблем начинается с незначительных (и часто не замечаемых) изменений кровотока, которые фиксируют созданные учеными модели.

Следовательно, нужен набор неких маркеров, который показывал бы эти изменения на ранней стадии (пока они не привели к существенным повреждениям сосудов) и позволял своевременно скорректировать лечение. В ИЦиГ надеются, что проведенное исследование станет шагом к формированию более точных и тонких методов отслеживания изменений в головном мозге таких пациентов. Точная их численность на сегодня неизвестна, но, даже если учитывать лишь официально поставленных на учет, то это сотни тысяч людей только в нашей стране.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН

О том, что запуски ракет-носителей оказывают негативное воздействие на окружающую среду, известно давно. Но чаще всего о нем говорят с политической, а не научной точки зрения. Наука начинается там, где лозунги и эмоции сменяются цифрами и данными наблюдений. Именно в таком формате был построен доклад директора барнаульского Института водных и экологических проблем (ИВЭП) СО РАН, д.б.н. Александра Пузанова, посвященный оценке воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую среду.

В последние десятилетия этой теме стали уделять больше внимания, практически ни одна программа, связанная с запусками гражданских или военных ракет, не обходится без экологического сопровождения. ИВЭП СО РАН участвует в этой работе с самого начала. Сотрудники института проводят регулярные эколого-биохимические исследования на территориях в Сибири, где проходят трассы ракетных запусков. В частности, занимаются санитарно-гигиеническим мониторингом на Алтае и проводят экологическую паспортизацию районов падения отделяющихся частей ракет-носителей.

– Примечательно, что большинство районов падения отделяемых ступеней ракет-носителей находится в пределах заповедников, что требует особых подходов к системам мониторинга, – отметил Александр Пузанов.

Отдельный блок исследований был посвящен оценке влияния деятельности космодрома Восточный на окружающую среду и население региона. Речь шла как о локальных очагах загрязнения ракетными топливами и продуктами их сгорания, так и о пирогенных и акустических эффектах запуска ракет.

Ученые оценивают ущерб, нанесенный почвам (включая сельскохозяйственные угодья), водоемам, растениям и животным, оказавшимся в зоне космодрома и мест падения частей ракетной техники.

Космодромы и районы падения расположены в различных природных зонах, часто - в бассейнах крупных сибирских рек (Иртыша, Оби, Лены). При этом две основные трассы пусков с космодрома Байконур проходят над территориями Омской, Новосибирской и Томской областей, а также Республики Алтай, Хакасии и Тувы.

За полвека нашей космической истории, наибольшее число падений пришлось на территорию Алтае-Саянской горной системы. При этом, часто (особенно в конце прошлого века и начале 2000-х годов) вывоз обломков осуществлялся варварскими методами, когда части ракет стаскивали с гор тракторами, распахивая долины горных рек, что наносило природе гораздо больший ущерб, чем само падение. Сейчас, отметил ученый, этой практике положен конец и при транспортировке обломков воздействие на окружающую среду стараются минимизировать.

После этого начинается работа ученых – они изучают как само место падения, так и сопредельную (в радиусе 25 километров) территорию, проводят медико-биологическое обследование проживающего на ней населения, дают оценку нанесенному ущербу окружающей среде и рекомендации по его устранению.

Подводя итог этой части доклада, Александр Пузанов подчеркнул, что пожары в районах падения ракет с Байконура случались крайне редко, и ни в одной пробе почвы, воздуха, поверхностных вод и растений, собранных в горах Саяно-Алтая не нашлось следов ракетного топлива. Для обитателей этих территорий основной ущерб сводится к последствиям акустического удара во время разрушения второй ступени ракеты-носителя.

Несколько хуже ситуация в районе запусков с космодрома Восточный, где экологами были зафиксированы локальные разливы ракетного керосина, например, в бассейне реки Зея. Объясняется эта разница довольно просто. Обычно такие разливы случаются в местах падения первой ступени. В случае пусков с Байконура это происходит в степях Казахстана, где к месту разлива относительно не сложно перебросить технику и быстро устранить последствия. На Дальнем Востоке части ракет падают в труднодоступные, заросшие тайгой горные участки, куда не то что техника, но и поисковые команды добираются порой с большим трудом. В результате, остаются загрязненные участки, что потом находит отражение в результатах экологического мониторинга.

В целом, ученые пришли к выводу, что негативное воздействие космодромов и их инфраструктуры на окружающую среду оценивается как незначительное. Однако это вовсе не значит, что с экологией в Сибири все в порядке. Источников загрязнения окружающей среды у нас хватает и без космоса. Некоторые из них – предприятия горнорудной промышленности и ядерный полигон в Семипалатинске – отметил в своем выступлении и директор ИВЭП СО РАН. И руководству этих объектов не мешало бы взять на вооружение опыт космической отрасли по «уборке территории» от последствий своей работы.

Сергей Исаев

11 апреля на площадке СУНЦ НГУ в дистанционном формате прошла школьная секция МНСК-2021 — крупнейшей в Сибири ежегодной конференции для талантливых и целеустремленных студентов и школьников. Для школьников работало несколько подсекций, одним из самых массовых по количеству участников стало инженерное направление. 

Участники инженерной подсекции представили собственные разработки. Большинство работ сделаны в этом учебном году во время спецкурсов на базе Лаборатории инженерного конструирования СУНЦ НГУ.  

Школьники разрабатывали собственные интеллектуальные системы, например, конструктор ботов для соцсети «ВКонтакте», платформу для дистанционного обучения, а также приложение, способное распознавать по фотографии еду и оценивать ее калорийность. Среди работ по направлению «Автоматика и робототехника» были представлены универсальный светодиодный флаг, робот-погрузчик. Школьники, увлекающиеся инженерным моделированием, представили на конференцию проекты приточно-вытяжного вентиляционного устройства для утилизации теплоты вентиляционных выбросов, собственный аномалоскоп на основе светодиодных источников для контроля аномалий цветового зрения и другие проекты. 

Второй год в Лаборатории инженерного конструирования ребята могут делать также проекты по биоинформатике под руководством преподавателей – сотрудников Института цитологии и генетики СО РАН. Ученица 11 класса СУНЦ НГУ Екатерина Губина в течение учебного года исследовала полиморфизм rs7593557 у больных раком желудка. Десятиклассник из ФМШ Матвей Черкасов проверял образцы пшеницы, содержащие ген Sr38, привнесённый в геном культурного злака от дикорастущего сородича, на устойчивость к штаммам стеблевой ржавчины (она способна за неделю уничтожить целое поле пшеницы). 

Все участники конференции выступали с устными докладами, которые сопровождались демонстрацией презентации. Жюри оценивало доклады так же, как и при очном выступлении. 

По итогам конференции дипломы призеров получили 23 участника. Это ученики СУНЦ НГУ, Гимназии №3 Академгородка, СОШ №194 и Лицея №136. Тезисы докладов школьников опубликованы в ежегодном сборнике материалов конференции. 

Отметим, что в этом учебном году инженерные спецкурсы в СУНЦ НГУ могли бесплатно посещать ученики любых школ Новосибирска. Такую возможность школьники получили в рамках проекта «Школьное конструкторское бюро». В 2020 году этот проект получил финансовую поддержку Фонда Президентских грантов. Также инженерное направление в СУНЦ НГУ поддерживает исследовательский центр компании Huawei в Новосибирске. 

На территории города Новосибирска часто обнаруживают археологические памятники, относящиеся к различным историческим периодам. Одна из последних находок - металлическая антропоморфная статуэтка восточного происхождения, найденная в районе в районе традиционной переправы через Обь. Подробнее о находке и результатах ее исследования – в интервью с известным новосибирским археологом – начальником Центрально-Алтайского археологического отряда Института археологии и этнографии (ИАЭТ) СО РАН, д.и.н., профессором ИИГСО НГПУ Андреем Бородовским.

– Андрей Павлович, как давно статуэтка попала к ученым?

– Это не совсем верная формулировка. Весной прошлого года. В ходе работ по строительству очередного автомобильного моста через Обь, среди грунта, перемешанного гусеничной техникой. случайно нашли небольшую металлическую статуэтку, которая позже оказалась в частной коллекции. Позже мне удалось получить доступ к этому артефакту и провести его материаловедческое изучение и 3D-сканирование в специализированных лабораториях ИАЭТ СО РАН. Но речь шла лишь об исследовании, сейчас статуэтка находится у своего владельца.

– Что из себя представляет эта находка?

– Это относительно небольшая антропоморфная статуэтка, высотой около 10 см и весом немногим более 100 грамм. Она сделана из металлического сплава с преобладанием меди, и в меньших долях – олова, свинца и цинка. Иначе говоря, этот сплав вполне можно считать одной из вариаций бронзы, но не современной, а ближе к изделиям античной эпохи (в силу довольно высокого содержания свинца). Это объемная человеческая фигура, изогнутая S-образно.

Голова изображения наклонена влево и вниз, обломанные руки были подняты вверх.  Имеющиеся круглый выступ на тыльной стороне и углубление в районе ног – вероятно следы крепления фигурки, которая могла быть деталью достаточно сложного составного изделия.  Что важно, фигурка имеет двухстороннюю отливку, она рельефна и спереди, и сзади. В целом, создается впечатление, что ее создатель стремился передать круговое вращение против часовой стрелки, возможно, во время танца-кружения. В восточной ритуальной практике известно использование экстатических плясок в рамках шаманского общения с божеством. 

– Есть предположения, где и когда могла быть изготовлена эта статуэтка? Местная она или «пришлая»?

– Наиболее вероятной территорией происхождением скульптуры может быть северная Индия. В пользу этого говорит целый ряд аргументов.  Во-первых, некоторые элементы костюма фигурки, например, длинный витой пояс-шарф. Особенностью его является не только длина, но и то, что при завязывании его длинный конец оказывается сзади фигуры. Именно этим можно объяснить особенность изображения такого шарфа на поясе найденной у нас статуэтки, а затем его появлением между ног и сзади ее корпуса и нижнего подола длинной одежды. Такой пояс – лунги – достаточно часто представлен на персонажах бытовых сцен, изображенных на буддийских ступах Индии II–I вв. до н. э. Знаком принадлежности персонажа к буддизму может быть и наличие точки на ее лбу. Отдельно хотелось бы остановиться на наклоне головы фигурки влево, что может иметь особое значение для историко-культурной интерпретации. Дело в том, что в ритуально-танцевальной практике дервишей-семазенов Турции до сих пор существует особый медитативный прием. Он заключается в том, что танцоры, кружась, наклоняют голову, придавливая сонную артерию. Это влияет на циркуляцию крови и позволяет им входить в транс в процессе медитации. Отмеченная ранее искривленность туловища и ног изучаемой фигурки, а также поднятые вверх руки в позе адорации вполне могут передавать такую практику танцевальной медитации

– Насколько необычным было найти такую статуэтку здесь, на значительном расстоянии от буддийской Индии и среднеазиатских дервишей?

– Древние металлические статуэтки, изображающие людей, в наших местах находили не один раз. Еще при посещении известным исследователем Сибири Даниэлем Готлибом Мессершмидтом весной 1721 г. Чаусского острога, ему сообщили о находке одним из крестьян из деревни Орда (современный р. п. Ордынское Новосибирской области) «большой латунной статуэтки божка». Но уникальность этой фигурки в том, что она носит очевидные признаки античного влияния (причем не только в составе сплава). А вот находки предметов, связанных с Античностью, на территории юга Западной Сибири можно пересчитать на пальцах. На память приходят античные монеты из Усть-Чарышской Пристани, бронзовая скульптура Геракла из собрания Бийского краеведческого музея, римская монета из г. Ачинска и византийская нумизматика из Среднего Прииртышья. 

– Можно предположить, какой функционал был у найденной статуэтки, для чего она использовалась?

– Как я уже говорил, ряд деталей позволяет считать ее частью сложной составной композиции. Такие сложные изделия античного периода достаточно широко представлены на территории Евразии. Да и на Ближнем Востоке с начала I тыс. до н. э. известны антропоморфные объемные бронзовые фигурки как дополнительные детали сложных составных изделий. Думаю, эта статуэтка относится как раз к их числу. Определенная «гибридность» ее внешнего облика, сочетание европеоидного лица, выполненного в античных традициях с косвенными признаками влияния буддизма (точка на лбу) и деталями одежды, выполненной в индийских традициях, добавляют ей уникальности. По сути, перед нами предмет взаимодействия нескольких культур, что является основной ценностью этого артефакта. Что касается происхождения, импортный артефакт мог быть связан с разрушенным древним святилищем у древней переправы через р. Обь, где сейчас идет строительство нового моста. 

Сергей Исаев

Часть первая здесь

Часть вторая. Своя экосистема

Как мы сказали, недавно в Иркутске – в частном домовладении Эльмиры Семеновой – был построен «настоящий» Экодом, в проектировании которого принимал участие один из главных инициаторов экологического домостроения в нашей стране Игорь Огородников. Уточним, что пока речь идет о небольшом гостевом домике общей площадью около 45 кв. метров. Однако важность данного объекта как раз и состоит в том, что он полностью воплощает концепцию сибирского Экодома, в том числе и по части организации жизненного цикла (включая и утилизацию отходов).

«Для меня и моей семьи строительство и эксплуатация домика является увлекательным и познавательным экспериментом. У нас высокая готовность к проведению исследований в этом направлении. В ближайших планах стоит создание индивидуального проекта круглогодичной теплицы с использованием вермикультуры. Нам важно научиться выращивать почву для своего хозяйства, а затем и благоустройства своего поселка», -  говорит Эльмира Семенова, являющаяся в настоящий момент руководителем президентских грантов.

В плане конструктива ничего особо оригинального нет: деревянный каркас с эффективным утеплителем толщиной 20 сантиметров. Своего рода знакомый нам «канадский вариант». Как и положено современному жилью, этот домик полностью благоустроен. Он включает в себя большую комнату отдыха, оформленную по принципу гостиничного номера (площадь чуть больше 20 кв. метров), рядом находится кухня, туалет, умывальник, сауна и душевая. Разумеется, без современного инженерного оборудования дело не обошлось. В то же время Игорь Огородников настаивает на том, что здесь нельзя злоупотреблять «модернизмом» и включать в этот список избыточное количество дорогих «девайсов». Оптимальное решение – это когда вы, понимая законы физики, способны организовать внутри хороший микроклимат, не прибегая к сложной дорогостоящей аппаратуре. Собственно, это один из пунктов концепции сибирского Экодома, претендующего на статус народного (то есть массового) жилища.

Говоря откровенно, с дорогим оборудованием инженерную задачу решит даже неуч. А вот для того, чтобы добиться того же результата, но без обременительных «наворотов», здесь, действительно, понадобятся и знания, и смекалка, и опыт. Так, в этом домике, как сказал Игорь Огородников, грамотная организация вытяжки в туалете решает проблему с приточной вентиляцией. Система рекуперации тепла не была предусмотрена, однако вопрос энергоэффективности решался, что называется, по другой модели – с использованием солнечной энергии и аккумулированием тепла.

Ранее я уже писал о том, что на Ольхоне для одной частной турбазы был построен энергоэффективный биотуалет, полностью обогреваемый в зимнее время за счет солнца. Он использовался как, своего рода, демонстрационный объект, дающий представление о роли возобновляемых «тепловых ресурсов». И он вполне оправдал ожидания. Важным элементом данного объекта был воздушный солнечный коллектор, подающий в помещение теплый воздух, предварительно проходящий через тепловой аккумулятор. Благодаря такому решению даже в морозный солнечный день температура внутри поднималась до +15 градусов Цельсия при температуре на улице -35 градусов. В солнечный день в начале зимы без теплового аккумулятора температура в туалете повышалась до +30 градусов.

Естественно, для гостевого домика также применили воздушный солнечный коллектор. Обычно его ставят с южной стороны. Здесь же (из-за не очень удобной ориентации участка относительно сторон света) домик обращен к югу по диагонали - одним из углов. Поэтому солнечные коллекторы установили сразу с двух сторон – на юго-восточной и на юго-западной. Для накопления тепла используется массивный грунтовый тепловой аккумулятор, расположенный под полом. Общий вес грунта, по словам Игоря Огородникова, составляет порядка 15 тонн. В летнее время разогретый воздух проходит через эту термомассу, создавая к осени хорошие запасы тепла (да-да, запасать можно не только топливо, но и тепло). В холодное время года его можно направлять прямо в помещение с помощью переключателя. Подчеркиваем: воздушный солнечный коллектор нагревает воздух в любое время года – даже зимой. Главное, чтобы было солнечно.

Возможно, подобное приспособление может стать главной «фишкой» сибирского Экодома. Об эффективности такого решения говорит следующий факт: по словам хозяев гостевого домика, (семья Эльмиры Семеновой), вплоть до ноября в нем сохранялась оптимальная температура, не требуя перехода на стандартное отопление. И это – в Восточной Сибири! По мнению Игоря Огородникова, если бы толщина эффективного утеплителя была на 10 сантиметров больше, то оптимальная температура продержалась бы до декабря. Как мы понимаем, подобная утилизация солнечной энергии (а в Сибири, отметим, достаточно много солнечных дней в году) многократно перевешивает отсутствие систем рекуперации тепла с помощью воздушных теплообменников. Пожалуй, этим сибирский Экодом выгодно отличается от «классического» канадского дома.

Но принципиально важной особенностью является, конечно же, система организации жизненных процессов. Даже этот гостевой домик рассматривается как часть экосистемы. Вода, стекающая из душа, умывальника и кухонной раковины, не сливается в канализацию и не дренируется, а накапливается в специальном баке. В дальнейшем она используется для полива огорода. С этой целью на участке расположен небольшой пруд, куда направляются все поверхностные стоки. Сливная вода также перекачивается сюда.

Важно отметить, что хозяева участка, последовательно воплощая принципы экологического проживания, отказались от использования токсичной бытовой химии. Для мытья посуды ими используется смесь горчичного порошка с пищевой содой. В душе и в умывальнике хозяева пользуются «органическими», то есть биологически разлагающимися моющими средствами. Этот момент имеет принципиальное значение.

Еще один важный момент – компостирование фекалий. Данная технология, скажем так, проходит сейчас «тестирование». Напомню, что Игорь Огородников предложил использовать такую технологию для Ольхона, где фекальные массы во время туристического сезона создавали серьезную угрозу водам Байкала. Собственно, с этого всё и начиналась, для чего ученый и создал на Ольхоне экспериментальный биотуалет. По большому счету, технология компостирования фекальных масс может иметь глобальное значение, поскольку именно таким путем мы замыкаем жизненный цикл, превращая отходы нашей жизнедеятельности в средство восстановления плодородия почв. Ольхон в этой перспективе рассматривается нашими учеными как экспериментальная мега-площадка, где указанная технология проходит апробацию. На этапе тестирования полученный компост, считает Игорь Огородников, можно с успехом использовать для поддержания биоразнообразия в почвах заповедных зон. В том числе, этот подход обеспечивает депонирование углерода и включение его в естественные циклы, что является одним из интересных направлений в карбоновой проблеме (если иметь в виду «карбоновые фермы», программа создания которых на территории России разрабатывается по поручению Главы государства).

По сути, такую же экспериментальную площадку, только гораздо меньших размеров, организовали на своем участке владельцы гостевого домика. Первое время полученный компост будет направляться на крохотный клочок «дикой природы», сохранившейся на участке (то есть для поддержки растений, не используемых в пищу). Дальнейшие варианты обращения с такой органикой будут рассмотрены уже на основании новых данных. Пока что исследователи не спешат помещать эту массу на овощные грядки.

Как видим, Экодом нельзя рассматривать вне общего контекста организации проживания человека на земельном участке. Пожалуй, непонимание (или неприятие) этого момента является источником недоверия к проектам такого рода. Хотя, еще раз повторим, сегодня это уже становится глобальным мейнстримом, поскольку аналогичные проекты пытаются воплощать и на Западе. Достаточно в этой связи вспомнить американскую концепцию Earth ship, немецкий «энергопассивный дом» или шведский Green home. Хотя, честно говоря, сибирский Экодом не имеет тех очевидных крайностей, которые присущи его зарубежным «коллегам». Скажем, Earth ship акцентирует внимание на полной автономности. Его конструктивно-планировочная схема стала уже канонической и вряд ли будет пересмотрена. Немецкий «энергопассивный дом» переполнен всевозможными техническими приспособлениями, что делает его чрезвычайно дорогим. Что касается шведского Green home, то он выглядит слишком помпезно для того, чтобы стать массовым жилищем.

Пожалуй, «народная» направленность сибирского Экодома является на данный момент самой сильной его стороной. И стоит ожидать, что по мере популяризации данной концепции потенциальные домовладельцы обратят на него внимание. Как говорит сам Игорь Огородников, по объему капитальных затрат Экодом вполне укладывается в обычную смету, мало выделяясь по цене квадратного метра от массы других домов. Главное, соблюдать грамотность даже в мельчайших деталях и все технические вопросы заранее прорабатывать на уровне проекта. В качестве основы для проектирования здесь используются технологии информационного моделирования, которые выросли из систем автоматизированного проектирования в машиностроении (САПР), а в связи с общим развитием информационных технологий составляют сейчас целый спектр комплексных программ, например, BIM, PD & M Collection и других. Это поможет домовладельцу избежать неприятностей, которые сплошь и рядом происходят в российской малоэтажке.

В настоящее время ученый возводит на собственном участке возле Академгородка еще один Экодом жилой площадью 120 квадратных метров. Планируется «начинить» его датчиками, подобно дому-учебнику, чтобы подвести строгое научное основание под принимаемые технические решения. В этой работе, как заметил Игорь Огородников, принимают непосредственное участие специалисты Института теплофизики СО РАН. На текущем этапе уже получены важные данные, позволяющие сделать вывод о значении для наших климатических условий грамотной теплоизоляции, солнечного тепла и его аккумуляции, благодаря чему можно добиться небывалой экономии на отоплении. Позже мы расскажем и об этом опыте.

Олег Носков