Курс на освоение арктических просторов, озвученный российской властью некоторое время назад, помимо прочего породил запрос на производство транспорта, соответствующего условиям Севера. Прежде всего, традиционно, речь идет о воздушных судах. Таких, как арктический вариант вертолета Ми-8АМТШ, сконструированный с учетом специфики применения в условиях низких температур и ограниченной видимости при выполнении полетов, в том числе во время полярной ночи.

Одновременно запущены сразу несколько проектов создания новых самолетов. Впрочем, в своей работе конструкторы используют не только технологические новинки – композитные материалы и т.п. – но и опыт, наработанный конструкторами прошлого века, когда тоже реализовывались масштабные арктические проекты. И наибольший интерес вызвало наследие Роберта Бартини – выдающегося авиаконструктора, которого Королев и Лавочкин считали своим учителем. А поскольку Бартини, при всем уважении, которое выказывали ему конструкторы и летчики, очень малоизвестен широкой публике, не будет лишним напомнить некоторые детали его проекты и страницы биографии.

Сын губернатора Фиумы (Италия) барона Лодовико Ороса ди Бартини Роберт родился в 1897 году. А первое его знакомство с Россией состоялось в 1912-м, когда он, будучи уже гимназистом, увидел демонстрационные полёты русского авиатора Харитона Славороссова. В результате, Бартини страстно увлёкся авиацией на всю жизнь.

После Первой мировой войны Бартини увлекается коммунистическими идеями, разрывает отношения с отцом, а после смерти родителя передает все наследство Компартии Италии и в 1922 году отправляется в СССР. Именно здесь молодой барон превратился в авиаконструктора Роберта Людвиговича.

Говорят, на московских улицах он смотрелся экзотично: брюнет с «римским профилем» в сером берете и белоснежном шарфе. На единственном галстуке, который он завязывал по южной моде свободно, красовалась какая-то необычная заколка с прозрачным камушком. Летом 1925 года в Коктебеле в доме поэта Волошина Бартини познакомился с писателем Михаилом Булгаковым, в результате, позже тот, создавая внешний образ Воланда, «приписал» ему многие черты итальянца.

Но гораздо важнее и весомее вклад, который Бартини внес в советское самолетостроение: в его багаже 60 законченных проектов самолетов, модели первых советских экранопланов, научные работы по аэродинамике и космогонии.

Некоторые самолеты, спроектированные Бартини, настолько опережали время, что их просто невозможно было построить или запустить в серию. Так было, например, с самолетом-«невидимкой», созданным в единственном экземпляре и испытанном на военном аэродроме в Подмосковье в 1935 году. Самолет был сделан из органического стекла – родоида, который с внутренней стороны был покрыт амальгамой. Бартини оборудовал машину устройством для распыления голубоватого газа. Этого оказалось достаточным, что обеспечить аэроплану маскировку на фоне чистого неба.

«Раздавались привычные команды и ответы: «От винта! Есть от винта!», - вспоминал один из участников испытаний. - Потом все увидели густой голубоватый выхлоп от бортовых отверстий. Одновременно с этим резко ускорилось вращение пропеллеров, и самолет стал исчезать из вида. Казалось, что он растворяется в воздухе. Те, кто находился близко к старту, уверяли, что видели, как машина уносится в небо, остальные теряли её из виду ещё на земле».

Но советская промышленность была не готова наладить серийный выпуск таких машин и самолет так и остался в единственном экземпляре, да еще и строго засекреченным.

Впрочем, ряд проектов Бартини вполне успешно выпускались и служили стране. Правда, иногда под новыми именами. Так произошло с дальними бомбардировщиками, бомбившими Берлин в августе 1941 года. После первой успешной операции Сталин потребовал привезти к нему их конструктора, но Бартини к тому времени уже несколько лет как был арестован и отбывал срок по 58-й статье в знаменитой «туполевской шарашке», где им был спроектирован этот самолет. Поэтому на встречу к Сталину поехал его «куратор» Владимир Ермолаев, а сам самолет переименовали из ДБ-240 (так назвал его создатель) в Ер-2. А Бартини продолжал трудиться в заключении: в 1942 году он разработал перехватчик Р-114 с реактивными двигателями и скоростью, равной двум звуковым. Позже наработки в рамках этого проекта использовал Туполев при создании Ту-144.

Вскоре после войны его перевели в Институт аэродинамики Новосибирского отделения Академии наук СССР. Здесь он проработал несколько лет и создал, в частности, первый в мире межконтинентальный вертикально взлетающий бомбардировщик ВВ-14. Самолет, как и большинство проектов Бартини, обладал фантастическими характеристиками: мог взлетать и садиться где угодно, обладал невероятной грузоподъемностью и весовой дальностью.

Но вернемся к Арктике. Для северных авиамаршрутов Бартини создал несколько самолетов. По понятным причинам (отсутствия аэродромов) упор он сделал на технику, способную приземляться как на болотистую почву тундры, так и на воду. Например, в 1932 году – Бартини с коллегами строят МБР-2 (морской ближний разведчик), фактически, единственный гидросамолет, точнее, летающая лодка, в ВВС РККА в Великую Отечественную. Вскоре «парк» гидросамолетов пополнила более мощная модель – МДР-3 (морской дальний разведчик).

Но наибольший интерес современных конструкторов вызывает самолет ДАР (дальний арктический разведчик), представленная Бартини в 1935 году. Он взлетал с любой поверхности, будь то снег, лед, вода. Именно на нем Бартини впервые применил метод, который сегодня именуется «эффектом Бартини» (явление уменьшения лобового сопротивления и прироста тяги винтов самолёта за счёт компоновки двух моторов тандемом либо тандемной связки винтов).

Спустя десятилетия, на основе этого проекта сотрудники СибНИА им. Чаплыгина создали свой, с рабочим названием ДАР II, который и был представлен участникам форума «Городские технологии».

– Основными элементами его компоновки являются несущий корпус, подкосное крыло большого удлинения, распределенная силовая установка и интегрированные взлетно-посадочные устройства, - рассказал научный руководитель СибНИА, д.т.н. Алексей Серьезнов.

Как считают сами конструкторы, этот проект способен стать основой для серийного выпуска региональных самолетов следующего поколения. Его преимущества – вдвое меньший удельный расход топлива на пассажиро-километр (в сравнении, с Ан-24) и, как следствие – дальность полета с полной нагрузкой – до 3000 км (против 2000 км у Ан-24). Вместе с возможностью базирования на коротких ВПП (855 метров) с невысокой прочностью грунта, эти характеристики делают новый самолет оптимальным вариантом для северных авиамаршрутов.

Сергей Исаев

Традиционно вся сфера деятельности, связанная с производством продуктов питания, относится у нас к сельскому хозяйству. Мы даже не задумываемся, привычно называя поступающие на городские рынки овощи и фрукты «сельхозпродукцией». Однако наступают времена, когда эти термины станут устаревшими. Причина проста: «сельское хозяйство» начинает движение в города. И как оно после этого будет называться, мы даже не в состоянии сказать. Тем не менее, не приходится сомневаться в том, что эта тенденция вполне объективна, а потому неизбежна.

Проблеме сити-фермерства была посвящена отдельная секция на форуме-выставке «Городские технологии-2019». По словам организаторов форума, с инициативой создания такой секции выступили представители руководства ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Как выяснилось, там довольно внимательно следят за деятельностью новосибирских разработчиков в этой области. Кроме того, сотрудники Института выступают в качестве консультантов по некоторым вопросам. Не будем забывать, что развитие методов селекции идет рука об руку с революционными преобразованиями в сфере возделывания растений. В Институте это понимают хорошо. Поэтому разработки для сити-фермерства оказываются весьма интересными в том числе и для селекционеров.

Мы уже неоднократно писали о том, что новосибирская компания iFarm Project входит в четверку российских лидеров, создающих технологии выращивания растений в условиях городской среды. Если говорить о каких-то «больших» проектах на этот счет, то пока что в нашем городе тон задает именно эта компания. И не только в нашем городе.

Рыночная ниша для российских сити-фермеров заполнена еще слабо. Крупные игроки, создающие собственные тепличные хозяйства, всё еще идут традиционным путем, создавая большие тепличные комбинаты вокруг городов, но при этом – не пересекая городской черты. Тут есть целый ряд причин. Одна из них – особенности российского кредитования сельхозпроизводителя. Я делаю здесь ударение как раз на слове «сельхоз». Как вы понимаете, сити-фермерство формально в данную категорию не входит, поэтому кредитные организации, поддерживающие сельское хозяйство (например, Россельхозбанк), не в состоянии выдавать деньги на такие проекты. Ведь речь, подчеркиваю, теперь уже идет о городе, а наши законодатели, похоже, пока еще не поспевают за современными трендами, и потому производство продуктов питания для них до сих пор ассоциируется с сельской местностью.

Именно по этой причине столь рискованные проекты реализуются за счет венчурных фондов и частных инвестиций – без всякой государственной финансовой поддержки (чего не скажешь, кстати, о традиционных тепличных комбинатах, нередко возникающих благодаря привлечению казенных средств). Несмотря на это, инициаторы проектов в области сити-фермерства идут на такие риски. Причем, я бы не стал называть эти шаги авантюрой. Дело в том, что предприниматели, взявшиеся за реализацию таких «нетрадиционных» проектов, учитывают общемировые тенденции, определяющие сам способ выращивания культурных растений.

Как сказал в своем выступлении директор компании iFarm Project Александр Лысковский, традиционное растениеводство сталкивается с проблемами, которые, так или иначе, заводят его в тупик. По крайней мере, вынуждают нас пересмотреть существующие подходы к выращиванию овощей, ягод и зелени. Так, помимо пестицидной нагрузки, традиционное растениеводство «завязано» на сложную логистику, что создает дополнительные проблемы и снижает качество продукции для конечного потребителя. Например, из-за длительной транспортировки плоды снимаются недозрелыми и теряют свои вкусовые качества из-за специальной химической обработки. Причем, надо учитывать, что длительная перевозка приводит к утрате свежести и снижению питательных веществ до 45 процентов.

К тому же, отметил Александр Лысковский, при транспортировке минимум 40%  продукции превращается в отходы. Эти цифры говорят сами за себя – огромные расстояния между местом выращивания и конечным потребителем почти в два раза (в лучшем случае) уменьшают количество выращенных продуктов! В мировых масштабах мы ежегодно получаем гигантские горы испорченных овощей. В условиях, когда на планете есть голодающие страны, а во многих странах заметна нехватка овощей в рационе, такие чудовищные потери кажутся преступлением против природы и человека.

Кроме того, убыток несут и торговые компании. Отсюда, кстати, вытекают и соответствующие требования к характеристикам продукции. Она должна долго сохранять товарный вид, причем происходит это в ущерб вкусовым качествам и полезным свойствам. Как следствие, полки супермаркетов завалены невкусными овощами и зеленью. Если человек всю жизнь прожил в крупном городе, если у него не было дачного участка или бабушкиного домика в деревне, он вряд ли узнает настоящий вкус огурцов или томатов. Мало того, селекционеры вынуждены создавать новые сорта с учетом предъявляемых требований. То есть опять же – в ущерб вкусовым качествам и полезным свойствам. Такая ситуация, согласимся, выглядит не вполне нормальной. В какой-то степени традиционное тепличное хозяйство уже завоевало себе дурную репутацию среди «продвинутых» потребителей. Ведь как мы знаем, слово «тепличный» - применительно к тем же огурцам и томатам, давно уже стало обозначением чего-то низкосортного, «ненастоящего». «Тепличные томаты», в нашем понимании, это презрительное обозначение массовой сельхозпродукции.

По мнению Александра Лысковского, как раз технологии сити-фермерства дают возможность «вернуть» овощам столь важные качества, как хороший вкус и польза. Он обращает внимание на то, что городские вертикальные фермы позволяют приблизить места выращивания овощной продукции максимально близко к потребителю. Это исключает длительную транспортировку, а равно и все издержки (в том числе чисто экономические), с нею связанные. Соответственно, нет никаких отходов, всё выращенное идет на стол людям.

Особым вкладом в развитие сити-фермерства Александр Лысковский считает саму технологию, разработанную коллективом компании. Созданные здесь вертикальные фермы не требуют ни химических обработок, ни химических подкормок. Каждый такой объект обладает почти идеальным для растений микроклиматом (очищенный воздух, дополнительная подсветка, полив, нормирование влажности, «органическое» питание и даже подача углекислого газа). Именно так мы получаем здоровые, вкусные и полезные овощи. Как утверждает Александр Лысковский, управлять такой системой можно «одним нажатием кнопки, без изучения агрохимии». Используемые здесь IT-решения позволяют автоматизировать все процессы управления и сбыта.

Отметим, что многоярусная конструкция такой вертикальной фермы может устанавливаться практически в любом закрытом помещении, поскольку здесь вместо солнца используется светодиодной освещение. Внешний воздух подвергается тщательной очистке, поэтому никаких проблем в этом плане не возникает. Кроме того, для такой технологии требуется на 90% меньше воды, чем при традиционном тепличном выращивании. Соответственно, все параметры выращивания контролируются через IT-платформу (контролируется более 50 параметров).

Пойдет ли власть навстречу новому направлению в растениеводстве, приняв для этого соответствующий пакет законов? Пока еще такой уверенности нет, поскольку сити-фермерство еще не стало «ходовой» темой среди российских политиков. Тем не менее, подвижки в этом направлении имеются. Если интерес к городскому фермерству появился у новосибирской мэрии, то, надо полагать, сама тема настолько интересна и актуальна, что привлекает к себе внимание со стороны представителей власти. Это вселяет определенные надежды. Как заметил Александр Лысковский, в США и в Европе власти создают для таких производителей «комфортные правовые основы». На Западе уже вовсю внедряются подобные «умные» фермы, и этот рынок обещает расти, поскольку в развитых странах отчетливо выражен тренд на безопасное и полезное питание. Россия встраивается в эти тренды, хотя с некоторым опозданием. Будем надеяться на то, что форумы-выставки, подобные «Городским технологиям», реально посодействуют популяризации данного направления.

Олег Носков

Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории. Математики из новосибирского Академгородка пишут программы, которые решают такие задачи в несколько раз эффективнее, чем зарубежные аналоги. Недавно статья об этом вышла в сборнике Supercomputing издательства Springer.

«Задачами астрофизики я занимаюсь с самого начала своей научной жизни, уже примерно 15 лет. За это время мы моделировали самые разные объекты: от звезд и галактик до космической паутины крупномасштабной структуры Вселенной», — рассказывает старший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Игорь Михайлович Куликов. Сейчас он руководит проектом по суперкомпьютерному моделированию сверхновой типа 1а.

Постановка задачи

Сверхновая — это заключительный этап в жизни некоторых звезд; взрыв, самый сильный, какой только можно наблюдать в космосе. При этом звезда резко становится ярче на 4—8 порядков, а потом постепенно гаснет. Во время взрыва сверхновой выделяется колоссальное количество энергии, и вещество из внешней оболочки звезды распространяется на дальние расстояния, а из остатков образуются или нейтронная звезда, или черная дыра.

При взрыве сверхновой разлетаются продукты термоядерного синтеза, происходившего на протяжении существования звезды, — все жизненно важные химические элементы тяжелее гелия. Это причина эволюции химических веществ: из остатков сверхновых состоит практически все во Вселенной, включая людей.

Ученые исследуют излучение, которое достигает Земли через много лет после образования сверхновой, остатки от взрыва, а также потенциальные звезды-предшественники. На основании этих данных пишут уравнения и строят компьютерные модели, позволяющие наблюдать и исследовать процессы появления сверхновых в режиме реального времени.

«Сверхновая типа 1а рождается в результате взрыва белого карлика — старой звезды, от которой осталось только ядро. У белого карлика есть определенный предел массы, при котором он может существовать, — предел Чандрасекара, равный примерно 1,44 солнечных масс. Если масса белого карлика становится больше, его ядро начинает сжиматься, температура растет, запускается термоядерная реакция. В итоге — взрыв сверхновой, — говорит Игорь Куликов. — Это происходит в том случае, если у белого карлика есть звезда-компаньон, с которой он может слиться, и в результате увеличить свою массу».

Один из сценариев образования сверхновой типа 1а — это так называемый сценарий не центрального взрыва. «Предположительно, белый карлик может взорваться до того, как полностью срастется со своим компаньоном. В таком случае взрыв происходит на периферии, и остатки звезды будут распространяться преимущественно в одном направлении», — поясняет ученый. Эту идею высказал главный научный сотрудник Института астрономии РАН доктор физико-математических наук Александр Васильевич Тутуков, а коллектив ИВМиМГ СО РАН создал компьютерную модель такого сценария. Недавно она нашла подтверждение: в ноябре 2018 года в остатках взрыва сверхновой обнаружили остатки звезды-компаньона.

Ресурсы

Космические вычисления требуют мощной техники. Игорь Куликов, сидя в своем кабинете, использует ноутбук для доступа к суперкомпьютерам, расположенным несколькими этажами ниже. «Современные технологии позволяют работать на расстоянии. Многие научные сотрудники удаленно заходят на наш кластер, передают данные, задача считается, и полученный результат они уже анализируют на своих персональных компьютерах. Можно отправлять задачи в наш центр, находясь как на рабочем месте, так и в командировке или на отдыхе», — рассказывает руководитель Сибирского суперкомпьютерного центра ИВМиМГ СО РАН кандидат физико-математических наук Игорь Геннадьевич Черных. «Это Игорь нас имеет в виду, — улыбается его тезка. — Мы оба даже в отпуск берем рабочие ноутбуки».

Основных вычислительных кластеров в суперкомпьютерном центре два. Новый и пока еще небольшой НКС-1П — современная вычислительная система, мощностью 100 терафлопсов.

Новый кластер потребляет совсем не много электроэнергии: вычислительная часть — 15 кВт, а система охлаждения — всего 500 Вт (в четыре раза меньше, чем электрический чайник). НКС-1П построен на базе серверных процессоров Intel Xeon и специализированных процессоров Intel Xeon Phi. Каждый процессор содержит 72 ядра.

«Старичок» НКС-30Т 2012 года не настолько энергоэффективен. С кондиционерами этот компьютер потребляет порядка 100 кВт. Он производит довольно много шума, а из системы охлаждения вырывается мощный поток воздуха. Но сегодня и без этой машины не обойтись.

«Когда мы ввели в строй новый кластер, то думали, что на год-два немного снизим нагрузку старого компьютера, но уже через две недели поняли, что надо еще увеличивать вычислительную мощность, потому что сразу захотелось считать более сложные задачи. Современные исследования уровня мегасайнс должны производиться на оборудовании класса мегасайнс, как минимум в пять раз мощнее того, что есть у нас», — говорит Игорь Черных.

Сейчас совокупная мощность суперкомпьютеров центра — порядка 0,2 петафлопса. Для сравнения: пиковая вычислительная мощность самого производительного на сегодняшний день суперкомпьютера Summit (США) составляет 200 петафлопсов.

Технологии

Однако преимущество сибирских ученых в первую очередь не в технике, а в головах: они пишут код, который позволяет максимально использовать возможности процессоров. «Мы применяем векторизацию. Это увеличивает производительность кода примерно в 10—20 раз, — объясняет Игорь Куликов. — Грубо говоря, если считать задачу лучшими зарубежными или российскими программами, то это займет примерно неделю или десять дней, а такие же вычисления с использованием нашего кода — около одного дня. На данный момент в мире мы единственные: для задач астрофизики нет других программ, которые используют векторизацию».

Векторизация — это вид параллельных вычислений, то есть таких, когда программа выполняет несколько вычислительных процессов одновременно. Суперкомпьютеры оснащены многоядерными процессорами, поэтому, чтобы использовать их эффективно, последовательной программы недостаточно: нужно распределить работу между ядрами процессора. Приложения, которые выполняют операции последовательно, при векторизации модифицируются таким образом, чтобы выполнять одновременно несколько однотипных операций.

«Представьте, что есть два набора из четырех элементов: четыре цифры с одной стороны и четыре с другой. Нам нужно поэлементно их сложить. В обычных, последовательных вычислениях мы сначала складываем и записываем первый результат в первую ячейку, потом второй во вторую, третий в третью, четвертый в четвертую. У нас получается четыре инструкции вычисления (сложения) и четыре инструкции записи, то есть всего восемь инструкций. Векторизация позволяет это сделать за две инструкции. За одну — сложить и за одну — записать. А векторы, с которыми мы работаем на процессоре Intel Xeon Phi, — это уже даже не четыре, а восемь элементов двойной точности», — рассказывает Игорь Куликов.

Ученые начинают писать программу с уровня математической реализации, с уравнений для той или иной задачи. Игорь Куликов поясняет: «Еще на этапе постановки задачи, когда мы только записываем уравнение в тетрадке, мы уже должны понимать, на чем будем считать. Разработка конечного программного обеспечения сразу должна учитывать архитектуру, то есть общее устройство кода. Мы называем это содизайном (co-design)».

Для расчетов используются уравнения гидродинамики — раздела физики, который изучает движение идеальных жидкости и газа. Это может показаться странным, ведь межзвездное пространство характеризуется очень низкой плотностью и давлением и приближено к абсолютному вакууму.

«В космосе тоже есть газ. В среднем плотность галактики — примерно один атом водорода на 1 см3. Это, конечно, крайне мало, но пока атом из одной части галактики перелетит в другую, он столкнется с другими атомами много раз. Если спроектировать эти столкновения на меньший объем, объем обычного воздуха, то количество атомов и количество столкновений будет сопоставимо с такими параметрами у идеального газа. Поэтому в астрофизических масштабах представление всей видимой материи как идеального газа — это вполне адекватная модель», — объясняет Игорь Куликов.

Реализация

Решить уравнения для такой большой области, как в задачах астрофизики, на сегодняшний день невозможно обычным, аналитическим способом. Поэтому ученые применяют численный метод, дискретизируя интересующую их область — представляют ее как сетку и решают уравнения для каждой из ее ячеек.

«Как происходят вычисления: мы берем какую-то область пространства, делим ее по всем направлениям на кубики, и каждый кубик начинаем обсчитывать по нашим уравнениям. Известно, что если производительность, память, энергоэффективность, программное обеспечение компьютеров будут развиваться так же, как в последние десятилетия, то компьютер, достаточно мощный для того, чтобы при моделировании всей Вселенной достичь разрешения, когда один кубик по размеру равен такой звезде, как Солнце, появится примерно через 60 лет. И даже такого разрешения не всегда достаточно. Например, в нашей задаче взрыва сверхновой типа 1а фронт горения углерода очень мал по сравнению с самой звездой», — говорит Игорь Куликов.

Чтобы преодолеть этот барьер, ученые, во-первых, используют вложенные сетки — получают как бы кубик в кубике: дробят участки на более мелкие в тех местах, где необходимы более точные вычисления (в областях горения углерода и фронта ударной волны). А во-вторых, разработали метод с рабочим названием «спутниковые вычисления».

«Мы вырезаем тот маленький кубик, который выделили внутри кубика, расширяем его фактически на отдельную задачу, на новую сетку, и снова запускаем суперкомпьютер. А затем полученный результат возвращаем в основную сетку. Это позволило смоделировать ядерное горение углерода, а также достаточно хорошо оценить выделившуюся энергию. И мы достаточно адекватно смогли воспроизвести сам взрыв сверхновой типа 1а», — говорит Игорь Куликов.

Математики планируют моделирование и других типов сверхновых. В частности, они уже начали заниматься коллапсом молекулярного облака, который в некоторых случаях приводит к гравитационному коллапсу и рождению новых звезд. По словам ученых, эта задача предшествует моделированию образования сверхновых второго типа и сверхновых типа 1b и 1c, основанному на коллапсе ядра.

«Задачи астрофизики, как мне кажется, — одни из самых интересных научных задач. В конечном итоге, они призваны ответить на вопрос, который всегда волновал человечество: откуда мы появились и как, а также что будет со Вселенной дальше. Поэтому нам интересна эволюция химических веществ: хочется понять те факторы, которые способствуют возникновению простейшей органики, основы жизни. Благодаря суперкомпьютерным вычислениям появилась возможность обрабатывать большие данные, полученные с современных радиотелескопов, с отдаленных галактик, искать закономерности и использовать эти данные для моделирования», — говорит Игорь Черных.

«Мы не претендуем на открытия в астрофизике, у нас другое направление — высокопроизводительные вычисления, но все расчеты мы делаем качественно: от записи уравнения до решения конкретных задач на компьютере», — добавляет Игорь Куликов.

Сибирский суперкомпьютерный центр ИВМиМГ СО РАН для научной работы используют около 200 человек из 30 организаций, главным образом Сибирского отделения РАН. Все институты новосибирского Академгородка подсоединены к суперкомпьютерам 10-гигабитной сетью. Возможна удаленная работа из других городов и стран.Основные пользователи центра — химические институты. Почти половину вычислительного времени потребляет ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН». Здесь используют квантово-химические вычисления в разработке новых катализаторов, а также применяют численное моделирование химических реакторов, которые планируется построить. Много ресурсов требуют задачи в области нефтегазовой геологии и геофизики, гидродинамики, теоретической и прикладной механики, прогнозирования различных природных явлений (например, цунами), а также генетики. В рамках проекта «Академгородок 2.0» на базе ССЦ планируется создать Сибирский национальный центр высокопроизводительных вычислений и обработки данных (СНЦ ВВОД) с мощностью минимум 10 петафлопсов. Это совместный проект ИВМиМГ СО РАН, Института вычислительных технологий СО РАН и Новосибирского государственного университета.

Работа выполняется при поддержке гранта РНФ 18-11-0044.

Александра Федосеева

Управление транспортными потоками – «больное место» для многих крупных городов (и Россия в этом отношении, увы, не исключение). Постоянные «пробки», рост загазованности атмосферы и расходов на содержание дорожной инфраструктуры – это далеко не полный перечень проблем, которые мы получили вместе с превращением автомобиля из роскоши в средство передвижения. За прошедшие десятилетия специалисты опробовали самые разные способы улучшения ситуации: развитие общественного транспорта, ИТ-системы регулирования траффика, ограниченный въезд в центральную часть города и т.п.

Пожалуй, главный вывод, в котором сходится мнение большинства экспертов – какого-то «суперсредства» для исправления ситуации нет, все меры надо применять в комплексе. Одна из них – появление принципиально новых видов городского транспорта. О некоторых из них говорили на мероприятиях форума «Городские технологии».

Если вширь городским дорогам расти уже особо некуда, вглубь (метрополитен) – дорого, то взгляд невольно обращается вверх. И тут современным конструкторам есть что предложить. Например, проекты аэроэстакадного транспорта (поезда с авиационными двигателями, двигающиеся по полотну-эстакаде, поднятой над поверхностью земли).

Впрочем, относить их к "ноу-хау XXI века" было бы не верно. Во Франции такими «летающими» поездами стали заниматься еще в 1960-е годы. Талантливый французский инженер Жан Бертен, работавший в аэрокосмической области, решил перенести принцип аэроглиссера на железную дорогу. Идею поддержал президент Шарль де Голль, так родился знаменитый проект «Аэротрейн», для которого был создан испытательный участок монорельсовой трассы «Париж – Галлардон – Шартр». Первая машина приводилась в движение обычным авиационным двигателем мощностью 250 л.с. с пропеллером и развивала скорость 200 км в час. Следующие «Аэротрейны» был уже оборудован реактивным двигателем, позволявшим разгоняться до 420 км в час. Ввиду очевидных успехов была предложена прокладка целой сети линий: «Париж – Орлеан», «Париж – Лион», «Орли – Этуаль», «Брюссель – Женева». Курировал проект лично президент Жорж Помпиду. Но он скончался до финиша строительства, а его преемник – Жискар д’Эстен –отдал предпочтение проекту TGV: известным нам теперь скоростным поездам, которые двигались по обычным железнодорожным путям, без эстакад (аналог - российский «Сапсан»).

Есть проекты по созданию своих «аэротрейнов» в других странах, например, в США и Японии. Нашлись энтузиасты развития этой технологии и в нашей стране, в их числе – специалисты новосибирского ФГУП «СибНИИА им. С.А. Чаплыгина». Иначе говоря, профессионалы в области конструирования и испытания транспортных средств. А потому к их доводам, как минимум, стоит прислушаться. Тем более, что они, вместе с коллегами из СГУПС, используют наработки, применявшиеся в отечественной оборонке при проектировании военных экранопланов (т.е. опробованные на практике). В частности, разрабатывая транспортный модуль, за основу взяли судно на воздушной подушке.

Новосибирские конструкторы уже представляли эту идею на нескольких круглых столах, посвященных развитию транспорта. Чаще всего их предложения вызывали у слушателей недоверие в разной степени. Но, понимая, что это неизбежный удел любой технологической новации, сторонники аэроэстакадного транспорта продолжают свою работу. И на форуме «Городские технологии» был презентован уже аванпроект аэроэстакадного маршрута «Аэропорт «Толмачево» - вокзал «Новосибирск-Главный».

Для начала разберемся с термином. Аванпроектом называют вид исходной технической документации, содержащий обоснование разработки продукции и ее показателей, исходные требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции. Иначе говоря, это документ, который может предметно обсуждаться специалистами, поскольку содержит основные параметры проекта, как технические, так и экономические. Заказчиком в данном случае выступил профильный комитет Государственной Думы РФ, что также говорит о росте внимания со стороны государства к этому направлению.

К слову, об экономике. Авторы проекта утверждают, что при цене билета 200 рублей, проект окупается за четыре года. На первый взгляд – сумма немалая. Но есть, как говорится, нюансы. Во-первых, все познается в сравнении: поездка на автобусе № 111 стоит намного дешевле, но и длится в разы дольше, а вот на такси доехать от аэропорта до вокзала получится гораздо дороже. Или другой пример для сравнения: билеты на аэроэкспрессы от московских аэропортов стоят от 340 (Внуково) или 420 (Домодедово, Шереметьево) рублей. А во-вторых, даже при меньшей цене билета, проект новосибирцев все равно окупится, просто это займет больше времени.

Технические параметры проекта выглядят тоже довольно привлекательно. В частности, во время испытаний на стендах СибНИА, модель модуля показала аэродинамические показатели выше, чем у большинства пассажирских авиалайнеров. В проекте (как модуля, так и эстакады) применен ряд технологических новинок, запатентованных новосибирскими конструкторами.

Что же касается вложений в инфраструктуру, то строить надземные дороги оказывается дешевле, чем наземные. Отсюда, кстати, интерес, который к новосибирской технологии проявляют добывающие компании, работающие на севере нашей страны: доставлять таким образом добытое сырье (если речь идет о руде, а не углеводородах) по расчетам получается дешевле, чем тянуть до месторождений железные дороги (особенно в условиях вечной мерзлоты). Да и в городских масштабах маршрут «Толмачево – Новосибирск главный» может оказаться вполне реализуемым (особенно при условии финансирования не только за счет городского бюджета). Что переводит его из разряда «благих пожеланий» в «перспективные предложения».

Еще один новый для наших реалий вид городского транспорта – беспилотные дроны-коптеры. Пока они присутствуют в основном в формате небольших устройств, чаще всего используемых для фотосъемки. Но они способны на гораздо большее, уверены эксперты. Как минимум, потеснить по ряду направлений вертолеты (которые давно уже заняли свою нишу в транспортной системе больших городов). Хотя бы потому, что их эксплуатация обходится дешевле, а по техническим характеристикам машина с четырьмя винтами ничем не уступает вертолету.

Но в перспективах у коптеров не просто конкуренция с другими летательными аппаратами. Они могут стать важным элементом систем smart-city. Недавно турецкие инженеры представили модель беспилотного квадракоптера для перевозки пассажиров. Разработчики утверждают, что проект дешев в реализации, поскольку не требует прокладывания дорог и может разгрузить наземные шоссе. В то же время он безопасен, потому что дрон будет летать достаточно низко над грунтом. В некотором роде квадрокоптеры должны стать усовершенствованной альтернативой уже существующих составов на магнитной подушке.

Конечно, до перевозки людей беспилотниками нам предстоит пройти еще большой путь, решив массу технических задач, обеспечивающих безопасность их эксплуатации в любых (даже самых экстремальных) условиях.

Но это не единственная ниша для нового вида городского транспорта. Дроны уже сегодня вполне успешно используются для доставки грузов, например, почтовых отправлений. И в этом отношении, Сибирь вполне соответствует передовому мировому опыту. За два дня до форума в Улан-Уде прошла демонстрация первой в России доставки посылки беспилотным летательным аппаратом российского производства. Первый "блин" получился "комом", но от своей идеи почтовики отказываться не намерены.

«Почта России» намерена применять такой способ, прежде всего, для доставки корреспонденции по труднодоступным адресам. А вот ее конкуренты-коммерсанты внимательно изучают возможности по использованию дронов в черте крупных городов. А еще с помощью беспилотников можно доставлять продукты (сервис заказа готовой еды на дом бурно развивается) и много других не тяжелых и не опасных грузов.

Еще одна область, в которой дроны востребованы – системы мониторинга состояния городских объектов и коммуникаций. Более того, они уже используются в этой области, так что мы снова можем говорить о развитии, а не внедрении технологии.

Резюмируя выступления докладчиков, отметим, что с развитием технологий понятие «городской транспорт» испытывает серьезные изменения – как в отношении видов этого транспорта (и элементов его инфраструктуры), так и задач, которые он решает. Эти изменения снимут с повестки дня многие существующие проблемы, правда, неизбежно, добавят в их список новые. Так уж устроен технологический прогресс. Главное, что Новосибирск, судя по докладам, прозвучавшим на форуме, не выпадает из этого процесса.

Сергей Исаев

Истреблять целые виды в погоне за сиюминутной выгодой — это очень по-человечески: лишь за прошлый век люди уничтожили туранского тигра, кавказского зубра, тарпана, странствующего голубя и многих других животных. Впрочем, с homo sapiens еще не все потеряно, ведь среди нас есть и те, кто всеми силами пытается сохранить природу. «Чердак» рассказывает, что делается в России для восстановления редких видов.

Восстановление популяции амурского тигра

Самый северный из всех подвидов тигра, которого от сородичей отличает очень густая шерсть и пятисантиметровая жировая прослойка на брюхе, едва не разделил судьбу туранского, балийского и яванского собратьев, которых люди уничтожили в ХХ столетии. История истребления амурского тигра началась в XIX веке, и уже к его концу — началу ХХ на юге Дальнего Востока каждый год добывали в среднем 120—150 хищников. В основном на этого зверя охотились из-за роскошной шкуры; кроме того, внутренние органы и ткани животного в то время активно использовались в китайской медицине (и продолжают нелегально применяться сегодня). В судьбе зверя роль сыграла и хозяйственная деятельность человека, которая привела к сокращению их ареала и кормовой базы. В итоге к 1940-м годам в природе осталось всего около 20-30 особей. Кто знает, чем бы все закончилось, если бы в 1947 году вид не занесли в Красную книгу Международного союза охраны природы. Тогда охоту на амурских тигров наконец запретили, и их популяция стала медленно расти.

С середины 1990-х правительство активнее включилось в дело сохранения амурского тигра: были приняты различные нормативные документы, проведены исследования и экспедиции, в 2010-м утвердили национальную Стратегию сохранения амурского тигра, а в 2013-м заработал центр «Амурский тигр», который создало Русское географическое общество по инициативе президента.

В то же время вырубка лесов и браконьерство в местах обитания этих хищников не позволяют говорить о том, что угроза виду миновала. К тому же документы документами, а реальные условия, в которых приходится работать зоозащитникам, сильно отличаются от красивых картинок на туристических буклетах. Об этом не понаслышке знает руководитель отдела по сохранению редких видов Амурского филиала Всемирного фонда дикой природы Павел Фоменко, который посвятил более 20 лет жизни спасению амурского тигра. С чем только ему не доводилось сталкиваться за эти годы: и с выстрелами браконьеров, и с нападениями самих хищников. Так, в прошлом году во время вакцинации на него бросилась тигрица, которую не удержала сетка, и нанесла ему серьезные травмы головы и плеча. Несмотря на это, защитник природы, которого, к счастью, смогли поставить на ноги, не бросает своих полосатых подопечных. В последние годы Павел работает в национальном парке «Бикин». Этот резерват открылся в 2015 году в Приморском крае и стал ключевым центром в стране, где реализуется глобальная кампания Project C. A. T, инициированная WWF и Discovery, Inc. и направленная на удвоение числа тигров в дикой природе. Сейчас на территории резервата обитает около 50-60 представителей вида (примерно 10% от всей популяции), потенциально же здесь хватит места и для 100 тигров.

Реинтродукция дальневосточного леопарда

На Дальнем Востоке обитает еще одна дикая кошка, которая находится на грани вымирания, — дальневосточный леопард. Это самый редкий из всех леопардов: по данным за прошлый год, его популяция в дикой природе составляет немногим больше сотни особей (подавляющая часть приходится на Россию и около 10 зверей обитает в Китае). Как и в случае с амурским тигром, вырубка лесов, пожары, строительство инфраструктурных и промышленных объектов, а также сельскохозяйственные работы сильно сократили ареал животного. Охота на дальневосточного леопарда, хотя и не носила массового характера, на фоне небольшой численности вида также сыграла заметную отрицательную роль, а после ее запрета в 1956 году на смену ей пришло браконьерство, которое за последующие годы унесло немало жизней диких кошек (только в 1956—1972 годах было убито 58 особей). Несмотря на то что сегодня за убийство дальневосточного леопарда можно сесть в тюрьму на три года, проблема сохраняется и по сей день. Во многом ее стимулирует спрос на шкуры и части тел леопардов на черном рынке (последние тоже используются в восточной медицине), а также низкий уровень жизни местного населения.

Вопросами сохранения дальневосточных леопардов в нашей стране начали активно заниматься с 2008 года, когда правительство утвердило специальную программу по изучению, сохранению и восстановлению вида. Кроме того, в этих же целях в Приморском крае на базе заказников «Борисовское плато» и «Барсовый» открылся новый заказник «Леопардовый». Четыре года спустя он вошел в состав национального парка «Земля леопарда», с которым также объединили и работающий с 1916 года биосферный заповедник «Кедровая падь», а общая площадь территории, где дальневосточного леопарда охраняют, составила 80 тыс. га.

Судя по всему, «Земле леопарда» удается справляться со своей задачей: если в начале 2000-х численность дальневосточного леопарда в стране составляла около 30 особей, то в прошлом году на территории парка были зафиксированы уже 84 взрослые особи и 19 котят. В то же время скопление большей части популяции в одном месте представляет потенциальную угрозу виду: что станет с дальневосточным леопардом, если на территории резервата вдруг разразится эпидемия или случится стихийное бедствие? В связи с этим в 2015 году Минприроды утвердило программу реинтродукции этих кошек в Южном Сихотэ-Алини, где вид обитал всего полвека назад. Любопытно, что переселенцами станут не дикие леопарды, а животные из самых разных зоопарков мира — им предстоит дать потомство, которое пройдет специальное обучение по выживанию в дикой природе, и только отличники окажутся на воле, где смогут сформировать резервную популяцию. Проект рассчитан по меньшей мере на 12 лет.

Программа реинтродукции переднеазиатского леопарда на Кавказе

Переднеазиатский сородич дальневосточного леопарда тоже нуждается в защите. Несмотря на то что раньше он заселял почти всю горную местность Северного Кавказа, из-за начавшегося с конца XIX века массового истребления как самого хищника, так и копытных, которыми он питался (этому не смогло помешать даже создание на территории его обитания Кавказского заповедника в 1924 году), уже к 50-м годам прошлого столетия в России оставались лишь единичные особи этого вида. Точной статистики по современной численности переднеазиатского леопарда в стране нет. По одним оценкам, она составляет около 10-15 особей, другие же источники утверждают, что те немногие кошки, которых сегодня можно встретить на Кавказе, случайно забредают сюда из Северного Ирана. В любом случае ситуация плачевна.

В связи с этим в 2005 году WWF России и Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова разработали программу реинтродукции переднеазиатского леопарда на Кавказе, направленную на получение потомства от переднеазиатских леопардов из зоопарков мира, обучение его жизни в естественных условиях и выпуск в дикую среду. Спустя два года программу утвердило Минприроды, тогда же началось строительство Центра разведения и реабилитации переднеазиатского леопарда в Сочинском национальном парке. В 2009 туда завезли первых жителей — двух самцов из Туркменистана. В следующем году к ним присоединились две самки из Ирана, а еще пару лет спустя  — самка и самец из Лиссабона. В 2013 году у переселенцев родились первые котята — сначала двойня у пары из Лиссабона, затем два детеныша у туркменского самца и иранской самки. Всего же за пять лет в центре появились на свет 19 котят. С 2016 года после обучения и тренировок молодых леопардов начали выпускать на волю: сегодня там обитают шесть хищников. У каждого из них есть свое имя, а еще специальный спутниковый ошейник, который позволяет исследователям отслеживать местонахождение зверя.

Программа создания полувольной популяции лошади Пржевальского в Оренбургском заповеднике

Когда-то эта дикая лошадь, которую от домашних сородичей отличает небольшой рост, коренастое телосложение, крупная голова и 66 хромосом (у всех остальных представителей семейства лошадиных их 64), обитала в Монголии, Северном Китае, Казахстане и России, но уже к концу 60-х годов прошлого века повсеместно исчезла из дикой природы. Конечно, и здесь не обошлось без влияния человека: животных вытеснили с пастбищ и водопоев стада домашнего скота, не меньший урон виду нанесли охотники. Благо, лошадь Пржевальского не вымерла совсем: сегодня около 2 тыс. особей можно встретить в зоопарках планеты. Помимо этого, в настоящее время реализуется 12 проектов реинтродукции этих животных в природных резерватах мира.

Последний из них — Программа создания полувольной популяции лошади Пржевальского в Оренбургском заповеднике, разработанная ФГБУ «Заповедники Оренбуржья», — в 2015 году стартовал в России. Территория резервата оказалась мала, и, чтобы создать здесь самоподдерживающуюся популяцию, к ней присоединили бывший военный полигон на границе Акбулакского и Беляевского районов Оренбургской области. Новый участок получил название «Предуральская степь», и всего за несколько месяцев — с июля по октябрь — здесь построили Центр реинтродукции лошади Пржевальского и создали основу транспортной инфраструктуры, после чего сюда завезли шесть животных из Франции, к которым вскоре присоединились еще 14 сородичей из Венгрии. В прошлом году переселенцы наконец начали давать потомство: на октябрь в заповеднике насчитывалось пять жеребят. В целом организаторы проекта планируют, что к 2030 году местные степи будет населять устойчивая и способная к самовоспроизведению популяция численностью около 150 лошадей.

Программа восстановления популяции сапсана в Москве

Одна из самых быстрых птиц в мире (в пикирующем полете развивает скорость более 320 км/ч) обитает на всех континентах, кроме Антарктиды, но за всю историю наблюдений ее численность была довольно мала, а после Второй мировой и вплоть до 70-х годов прошлого столетия она стремительно сокращалась. Во многом причиной этого стало хозяйственное использование хлорорганических пестицидов, что привело к высокой смертности вида и негативно повлияло на развитие эмбрионов сапсана. Только после запрета самых опасных ядохимикатов и запуска прицельных экологических программ во многих странах мира в 1970—1980-х ситуация стала налаживаться. Правда, в России ареал этой птицы заметно сократился (например, она исчезла из Карелии, со Среднего Урала), и во многих других регионах страны, где сапсаны обитали раньше, их осталось ничтожно мало.

Сейчас в это сложно поверить, но как минимум с допетровских времен (при Василии III изображение птицы чеканили на монетах) и до конца 60-х годов прошлого века этот представитель семейства соколиных во множестве обитал и в Москве: он вил гнезда на высоких деревьях, колокольнях церквей и даже на башнях Кремля. Но в 1968 году исчезло последнее гнездо московских сапсанов, которое находилось на территории Лосиного острова. Чтобы вернуть птицу в Москву и в центр европейской части страны, в 1995 году в регионе стартовала программа реинтродукции сапсана, разработанная ВНИИ «Экология». В рамках проекта от размножающихся пар получают яйца, вылупившихся птенцов выкармливают вручную около 10—14 дней, затем доращивают их изолированно, пока им не исполняется 35 дней, после чего еще какое-то время содержат в выпускном боксе. Далее птенцов отпускают на волю. Предполагается, что за 45—90 дней они полностью адаптируются к природным условиям.

С 1996 года в рамках этой программы сапсанов начали регулярно выпускать на территории столицы в таких точках, как вершина главного здания МГУ, крыша усадьбы Знаменское-Садки и Константино-Еленинская башня Московского Кремля. Перед выпуском птиц кольцуют — это позволяет идентифицировать их и вести учет. Например, в прошлом году кольцо на лапе позволило определить выпущенного в Москве самца, которого сфотографировали в Израиле. В самой столице, по данным за прошлый год, гнездует как минимум пять пар сапсанов.

Проект программы фундаментальных научных исследований в России на долгосрочный период и принципы распределения бюджетных средств, и установление нормативов публикационной активности для научных организаций обсудили члены президиума Российской академии наук, сообщает 10 апреля издание «Научная Россия». 

Проект программы представили академик РАН Валерий Козлов и член — корреспондент РАН Владимир Иванов.

В своём выступлении они отметили, что программа предполагает определение объёмов финансирования, целей, предметов и конечных результатов её реализации. Документ должен стать продолжением программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук.

Планируется, что представленная программа позволит создать научный задел по приоритетным направлениям науки и техники, в сфере гуманитарных наук, экологии и культуры, ресурсное обеспечение фундаментальных научных исследований, провести модернизацию приборной и электроприборной баз. Также документом предусмотрено развитие кадрового потенциала, воспроизводство научных и научно-педагогических кадров, развитие ведущих научных школ, повышение престижа науки в обществе, популяризация науки, развитие международного научного сотрудничества, обеспечение единства научного комплекса.

В свою очередь, председатель экспертного совета по организации фундаментальных и прикладных научных исследований, генеральный директор ВИАМ, академик РАН Евгений Каблов отметил, что существует ряд важнейших системных проблем с организацией проведения исследований, решению которых данная программа на долгосрочный период в текущей редакции не способствует, сообщили в пресс-службе института.

В этой связи он озвучил ключевые замечания экспертного совета. В частности, задачи программы должны способствовать восстановлению целостной системы организации исследований. Кроме того, существенной доработки требуют принципы формирования программы, которые не позволяют обеспечить проведение скоординированной политики в области фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований.

Каблов подчеркнул, что необходимо обеспечить соответствие программы и государственной программы «Научно-технологическое развитие Российской Федерации».

По итогам заседания проект программы одобрен президиумом РАН. Отмечается, что следующей задачей академиков станет внесение документа в правительство России к середине 2019 года. Планируется, что основополагающий документ будет принят в течение этого года.

«Для чего нужно определять пол насекомых? Например, чтобы регулировать количество вредителей, в частности непарного шелкопряда — врага лесных насаждений по всему миру. Численность этих насекомых зависит от соотношения полов: если самок рождается много, то через два-три года можно ожидать вспышки размножения. Поэтому хорошо бы иметь препарат, который не только подавляет популяцию, но и снижает процентное соотношение самок. У всех животных особи женского и мужского отличаются физиологически, насекомые — не исключение, поэтому такое избирательное воздействие возможно», — объясняет соавтор исследования научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН кандидат биологических наук Ирина Анатольевна Белоусова.

Как известно, насекомые особенно вредят растениям будучи личинками — именно против них направлено большинство разрабатываемых препаратов. Но тут возникает сложность: если во взрослом состоянии, которое у бабочек называется имаго, пол определить достаточно просто, то личинки чешуекрылых имеют схожие морфологические особенности, и на глаз отличить их нельзя. Сибирские биологи разработали метод определения пола личинок по количеству гена, который содержится в их половых хромосомах.

Система половых хромосом у насекомых обратна человеческой: если у людей две хромосомы X означают женский пол, а X и Y — мужской, то у чешуекрылых особи, обладающие двумя хромосомами Z, — это самцы, а Z и W — самки. Ученые с помощью ПЦР смотрят в образце количество гена kettin, содержащегося в Z-хромосоме. В пересчете на остальные хромосомы получается, что этого гена у самцов в два раза больше, чем у самок.

«Метод ПЦР сейчас используют во всех лабораториях, анализ делается просто и быстро. Кроме того, наш способ универсальный, — говорит Ирина Белоусова. — Обычно пол определяют по отличительному гену W-хромосомы, но она содержит много мобильных элементов и повторов, то есть всегда отличается у разных видов. Хромосома Z консервативна, поэтому ее гены универсальны для всех чешуекрылых. При этом в качестве маркера можно выбрать любой ген, специфичный для Z-хромосомы», — рассказывает Ирина Белоусова.

Ученые провели два исследования, чтобы подтвердить достоверность метода. Сначала в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» с помощью компьютерного моделирования проанализировали все геномы и транскриптомы, которые секвенированы на данный момент у 56 видов чешуекрылых (информация была взята из базы данных Национального центра биотехнологической информации США). Затем в ИСиЭЖ СО РАН метод протестировали in vitro на трех видах — непарном шелкопряде, вощинной огнёвке и капустной моли.

Простой и универсальный метод определения пола у личинок чешуекрылых нужен был ученым не сам по себе, а для решения более масштабных задач. Лаборатория экологической физиологии ИСиЭЖ СО РАН, в которой работает Ирина Белоусова, на непарном шелкопряде изучает вертикальную передачу латентных вирусных инфекций, то есть распространение вируса из поколения в поколение. Для того чтобы знать, как передается инфекция от родителей потомству, нужно на любом этапе развития особи уметь определять ее пол.

«У непарного шелкопряда в популяции есть латентный вирус. Он интересует нас, во-первых, в связи с всё той же разработкой новых методов борьбы с вредителями. Препарат, который мог бы вызывать болезнь, будет экологически безопасным: вирус поражает только этот вид насекомых, и снижает численность вредителя только до фонового значения, полностью не уничтожая, — рассказывает Ирина Белоусова. — Во-вторых, мы хотим понять механизмы вертикальной передачи. Латентных форм вирусных инфекций в мире вообще не так много, у человека к ним относятся такие опасные заболевания, как герпес и ВИЧ. Поскольку у всех вирусов есть общие тенденции эволюционного развития, то данные по инфекции, которую мы изучаем, в будущем могут быть ценными для вирусологии вообще».

Работа выполняется при поддержке гранта РНФ № 17-76-10029.
 
Александра Федосеева

Ситуация с тарифами на тепло изображается сейчас с помощью знаменательной формулы: «Повысить нельзя оставить». Где в этой фразе должна стоять запятая, попытались выяснить участники секции «Обновление инфраструктуры теплоснабжения Новосибирска как условие развития современной городской среды», организованной в рамках форума-выставки «Городские технлогии-2019». Аудитория в зале собралась весьма представительная, включая руководство Сибирской генерирующей компании (СГК), представителей новосибирской мэрии, а также депутатов городского Совета.

Напомню, что не так давно стараниями некоторых народных избранников и гражданских активистов в нашей области была «отбита» попытка энергетического монополиста (в лице тогдашней компании СИБЭКО) поднять тариф на тепло до 15 процентов. В качестве главного аргумента сторонников столь резкого повышения цены использовались ссылки на катастрофическое состояние инфраструктуры теплоснабжения. По их словам, износ здесь достигал 70%, что считается критическим уровнем, дальше которого нас ожидает неминуемый коллапс. Активисты, со своей стороны, попытались разобрать по полочкам всю расходную часть энергетической компании, чтобы обнаружить внутренние финансовые источники, позволяющие монополисту решать такие проблемы, не влезая потребителю в карман. И как мы знаем, расходная статья СИБЭКО совсем не намекала на то, что компания выжимает на содержание объектов всё до последней капли, лишая себя прибыли. Нет, рассуждения о том, будто отказ от повышения тарифа полностью обескровит собственника, оказались несколько натянутыми.

Главным итогом этих разборок стало то, что именно благодаря им было положено начало очень важной общественной дискуссии. По сути дела, упомянутая секция стала продолжением уже начатого разговора, поскольку со сменой собственника тема повышения тарифа снова замаячила на горизонте, и общественность опять не на шутку встревожилась. Был ли на этот раз получен внятный ответ, с определенностью сказать нельзя, поскольку в ходе обсуждения проблемы этот ответ слегка «размазали» по разным инстанциям. Тем не менее, участники разговора приоткрыли некоторые объективные реалии, позволяющие нам сделать определенные выводы о ситуации с системой теплоснабжения нашего города.

Для начала обратим внимание на некоторые примечательные обстоятельства. Так, выяснилось, что реальный износ новосибирских теплосетей составляет пока что 63 процента. Разница с ранее озвученной цифрой не такая уж и существенная, однако дело находится не на грани полного краха. Время на исправление ситуации пока еще имеется. Но его, как подчеркнули выступающие, остается совсем немного. Восстановление теплосетей, к сожалению,  происходит не так активно, как нужно. По официальным цифрам – на полтора-два процента в год. Этого мало. По-хорошему, необходимо восстанавливать в два раза больше. В противном случае чрез три-четыре года мы как раз подойдем к роковой цифре в 70 процентов износа. А это уже, как было сказано, начало коллапса.

Согласно данным, приведенным и. о. председателя комитета по энергетики мэрии Новосибирска Дмитрием Зайковым, за четыре года – с 2014 по 2018-й – количество ежегодно выявляемых дефектов на тепловых сетях увеличилось с 2119 до 2847. При этом наметилось снижение перекладки тепловых сетей. Если в 2017 году этот показатель составлял 71 км., то в 2018 году было переложено всего 39 км. Как отметил докладчик, в Новосибирске необходимо ежегодно перекладывать не менее 80 километров сетей в двухтрубном исполнении, дабы избежать катастрофического износа.  Из-за того, что это требование не выполняется в должной мере, за текущий отопительный сезон 2018 – 2019 гг. количество дефектов – в сравнении с прошлым сезоном – возросло на 55%, а время их устранения «снизилось незначительно».

Чиновник также напомнил о крупных отключениях, произошедших минувшей зимой. Например, 12 декабря на одном участке по улице Котовского под отключение попало 40 многоквартирных домов, три детских и два лечебных учреждения. Общее время отключения превысило 13 часов. По утверждению представителя мэрии, средств, направляемых на перекладку тепловых сетей, не хватает. Поэтому, в качестве одной из мер решения проблемы он видит повышение тарифов на тепло.

Короче говоря, проблема возвращается на круги своя и при новом собственнике. Что касается мнения представителя самого собственника, то оно прозвучало довольно интригующе. Это мнение было озвучено генеральным директором СГК Степаном Солженицыным. Он несколько раз твердо заявил о том, что эпоха монополизма в энергетике заканчивается, и теперь ценообразование будет осуществляться в условиях рыночной конкуренции. Такое заявление вызвало некоторое замешательство. Солженицын говорил, в принципе, правильные вещи. И во многом его заявления выглядели как вполне долгожданные, «своевременные и нужные». Действительно, засилье монополистов приводит к откровенно «диктаторской» ценовой политике. Замешательство вызывало лишь то обстоятельство, что подобные вещи произносил не независимый эксперт, а руководитель компании-монополиста.

В целом выступление главы СГК выглядело оптимистичным, хотя озвученные им цифры о текущем состоянии инфраструктуры теплоснабжения нашего города особого оптимизма не внушали. Скажем, на фоне других сибирских городов (в зоне ответственности СГК) Новосибирск откровенно лидирует в статистике повреждений. Если верить главе компании, то на наш город приходится до половины всех выявленных дефектов в сетях. Иначе говоря, новому собственнику достался довольно «проблемный» актив.

Как правило, констатация столь неутешительных фактов традиционно используется в качестве весомого аргумента в пользу повышения тарифов. Мы уже привыкли к таким выводам, и они на упомянутой секции звучали неоднократно. Мол, объективное положение вещей ведет нас к этой неизбежности, с корой общественники (а равно и конечный потребитель) обязаны смириться. Тем не менее, глава СГК не был столь прямолинеен. Как я уже сказал, он связал вопрос ценообразования с конкурентными рыночными условиями.

Откровенно говоря, было не совсем понятно, каковы истинные мотивы нынешнего монополиста. В самом ли деле он ратует за рыночные условия или мы имеем дело с продуманной тактикой публичного общения? Степан Солженицын попытался произвести впечатление современного прогрессивного менеджера, лояльно настроенного в отношении потребителей. Он как бы пытался до нас донести, что возглавляемая им компания ведет здравую политику, сообразуясь с современными мировыми трендами. В этом контексте было заявлено об увеличении вложений в ремонт сетей Новосибирска. Им была представлена карта, на которой отмечались приоритетные участки для ремонта. Здесь же рассматривались пути развития системы теплоснабжения и варианты вложений в эту систему. Мало того, была даже представлена полная структура трат тарифных денег.

В общем, руководитель компании старался всем видом показать, что, в отличие от предыдущего собственника, он мыслит прогрессивно и готов к открытому диалогу с общественностью. Была ли это игра на публику, пока сказать трудно. Думаю, что ближайшее время покажет, насколько новый собственник прогрессивнее своего предшественника. Ведь плата за тепло для каждого из нас – отнюдь не абстракция.

Олег Носков

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из США и Германии нашли способ создавать из гексогонального нитрида бора или "белого графена" недорогие катализаторы. Технология может быть использована в процессе создания экологичного водородного топлива, сообщили ТАСС в пресс-службе ТПУ.  

"Ученые ТПУ вместе с зарубежными коллегами нашли новый способ функционализировать так называемый "белый графен" - гексогональный нитрид бора - не разрушая его и не изменяя его свойства. Исследователям удалось синтезировать на образцах "полимерный наноковер" с сильной ковалентной связью, - говорится в сообщении.

Специалисты отмечают, что такая модификация помогает решить ряд проблем. "Во-первых, "белый графен" - это очень хрупкий материал, который сложно перенести во время технологических процессах с одной подложки на другую. "Полимерные ковры" придают ему необходимую прочность. Во-вторых, новый метод позволяет получать материалы со свойствами, оптимальными для использования в устройствах различного применения", - сообщили в пресс-службе.

Отмечается, что материл можно использовать как катализатор для расщепления воды на водород и кислород. "Наноковры" с добавлением наночастиц никеля могут успешно применяться вместо платины или золота.

"Полимерные ковры" формируют водопроницаемую трехмерную структуру, которая помогает увеличить площадь соприкосновения активных центров катализатора с водой и делает процесс получения водорода более эффективным. Это очень перспективно для производства экологически чистого водородного топлива", - цитирует пресс-служба профессора Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауля Родригеса.

Гексогональный нитрид бора или "белый графен" - это похожий на тальк порошок. Он устойчив к воздействию высоких температур и химических веществ, имеет очень низкий коэффициент трения, является как отличным диэлектриком, так и хорошим теплопроводником, не токсичен. Материалы на его основе широко используются в реакциях промышленного органического синтеза, при крекинге нефти, для изготовления изделий высокотемпературной техники, производства полупроводников и средств для тушения возгораний.

Обеспечение уникальных исследований и публикаций в мировых научных журналах - одна из задач нацпроекта "Наука". Согласно его целям, в 2024 году Россия должна войти в пятерку ведущих стран мира, осуществляющих научные исследования и разработки в областях, определяемых приоритетами научно-технологического развития. Должны быть созданы привлекательные условия для работы в РФ российским и зарубежным ведущим ученым, а также молодым перспективным исследователям; увеличены внутренние затраты на научные исследования и разработки. В частности, нацпроект предусматривает обновление не менее чем на 50% приборной базы у ведущих организаций, выполняющих научные исследования и разработки.

4 – 5 апреля в Новосибирске прошел IV международный форум «Городские технологии». По традиции активное участие в его работе приняли научные институты и центры Академгородка. Сотрудники ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» показали, как актуальные направления развития технологий могут применяться в нуждах городского хозяйства. 

Штаммы микроорганизмов являются основой промышленной биотехнологии на протяжении десятилетий. Появление на рынке новых лекарств, пищевых продуктов, хозяйственных и промышленных товаров становится возможным благодаря использованию штаммов микроорганизмов с целевыми свойствами. Развитие методов редактирования генома позволило вывести эту работу на качественно новый уровень. 

На сегодня ФИЦ ИЦиГ уже работают специалисты, обладающие опытом создания штаммов микроорганизмов на уровне лабораторий. Их разработки вызвали интерес у ряда крупных российских компаний (СИБУР и др.). На форуме же представителями ИЦиГ было показано, что бактерии с целевыми свойствами могут пригодиться не только на крупном производстве, но и в городском хозяйстве.

Ежегодно в городах образуются сотни тонн растительного мусора – опавших листьев, срезанной травы и проч. – смешанного с песком. Конечно, со временем этот мусор превратится в перегной, но на это уходят годы, на протяжении которых горы такого мусора, вывезенного с улиц, копятся на специально отведенных участках. 

– Использование специальных бактерий позволяет ужать этот процесс до нескольких месяцев, после чего в нашем распоряжении оказывается большое количество компоста, пригодного для рекультивации городских земель, обустройства «зеленых зон» и т.п. – рассказал заместитель директора ФИЦ ИЦиГ СО РАН Петр Куценогий.

В ходе такой переработки получается еще один полезный побочный продукт – органический корм для животных. Это позволит решить еще одну проблему – обеспечить кормом питомники для бродячих животных, которых в современных городах становится все больше. Не удивительно, что этот проект вызвал интерес у представителей коммунальных служб, причем, не только Новосибирска. 

Еще одна разработка ИЦиГ, которая может вызвать интерес у многих муниципалитетов Сибири (и не только) – выведенный в институте мискантус Сорановский. Эта сельскохозяйственная культура, введенная учеными в оборот уже в постсоветский период, обладает многими ценными свойствами. В том числе – и для городского хозяйства. Например, недавно в Комитете по энергетике мэрии Новосибирска рассматривали возможность использования твердого топлива на основе растительного сырья для небольших котельных. Мискантус как раз один из источников получения такого сырья в нужных объемах с относительно небольшими затратами. Немаловажно и то, что мискантус можно выращивать на т.н. «бросовых» почвах, запуская тем самым механизм их рекультивации, аналогичный тому, о котором говорилось выше.

В последние годы в мегаполисах всего мира бурно развивается т.н. сити-фермерство. Так называют подход в сельском хозяйстве, когда продукты (овощи, ягоды, зелень) выращиваются в городе, а не за его пределами. Это дает колоссальную экономию на логистике и ресурсах, что очень актуально для перенаселенных территорий. Появились сити-фермеры (а также производители соответствующего оборудования) и в Новосибирске. Обменяться опытом и познакомиться с достижениями наших селекционеров им было предложено на круглом столе «Сити-фермерство», модератором которого выступил редактор информационно-издательского отдела ИЦиГ СО РАН Олег Носков.

– Сегодня Новосибирск является городом, где разворачивают свою деятельность разработчики новейших технологий для сити-фермерства, - рассказал он. – В частности, компания iFarm Project, ее основатель, Александр Лысковский осветил на круглом столе социально-экономические и технологические аспекты данного направления.

Не обошли стороной и проблемы новосибирских дачников. Отметим, что более 450 тысяч новосибирских семей владеют дачными участками, благодаря которым они обеспечивают себя экологически чистой овощной и плодово-ягодной продукцией. В данном контексте важную роль играют вопросы селекции новых сортов традиционных «огородных» культур (этим занимаются ученые СибНИИРС) и расширения ассортимента за счет новых овощных культур, пока экзотических для нашего региона, но очень ценных с точки зрения функционального питания.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»