Тема строительства источника синхротронного излучения в Новосибирском научном центре продолжает вызывать интерес. Хотя до начала строительства еще долго (и даже площадка для этого окончательно не выбрана), но уже сейчас эксперты готовы говорить о задачах, которые можно будет решать на данной установке класса «мегасайнз». Собственно, это и было главной темой пресс-конференции, прошедшей вчера в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН.

Для начала ее участники напомнили, что в эти дни в ИЯФ проходит международная научная конференция «Синхротронное и терагерцовое излучение: генерация и применение" (SFR-2018). Конференция имеет давнюю историю: первое совещание по проблемам использования синхротронного излучения состоялось в институте в 1975 году (а сами работы в этой области начались еще раньше). С тех пор конференции проходят регулярно, один раз в два года. Так, на протяжении полувека Академгородок остается одним из главных центров изучения синхротронного излучения в России (вторым является не менее знаменитый Курчатовский институт).

Годы идут и установки, когда-то считавшиеся передовыми, сдают позиции. В мире с каждым годом открывается все больше подобных центров, с более мощным оборудованием. В возведении некоторых из них принимали участие и наши специалисты. А вот отечественная научная инфраструктура давно не обновлялась. Это с одной стороны, а с другой – все чаще выполнение научно-исследовательских проектов требует проведения экспериментов на подобных установках. Сейчас наши ученые часто обращаются с заявками на такие исследования к своим зарубежным коллегам.

– Надо понимать, что это сильно ограничивает нашу работу, – подчеркнул директор ИЯФ СО РАН, академик РАН Павел Логачев. – Никто не позволит нам там проводить работу в закрытом режиме, а это значит, что отпадают все работы по оборонной тематике или исследования в областях, где есть высокая конкуренция с западными исследователями.

Решить эту проблему предполагается созданием отечественной сети синхротронных излучателей, о которой мы недавно рассказывали. При этом ученые подчеркивают, что речь не идет о том, чтобы кого-то догнать. Как и полвека назад, они намерены занять место среди лидеров и построенные установки будут предельными по своим показателям в мире.

Так что же такое синхротрон и чем он так полезен для науки. Источники синхротронного излучения (источники СИ) – это ускорительные комплексы, в которых электроны движутся по изогнутой траектории со скоростью, близкой к скорости света. В процессе движения они испускают особое излучение, которое необходимо для самых разных исследований. Это и является их главной особенностью: если на коллайдерах работают ученые-физики, изучающие мир элементарных частиц, то СИ – это большие мультидисциплинарные научные центры. К примеру, в 2017 г. Европейский источник СИ (ESRF) обеспечил проведение 1850 экспериментов по двенадцати научным направлениям от геологии до медицины. Еще одна особенность, вытекающая из первой, – то, что вместе с фундаментальными, здесь часто получают и вполне себе прикладные научные результаты.

Несколько подобных примеров привели участники пресс-конференции. Как рассказал директор Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, академик РАН Валерий Бухтияров, несколько лет назад они проводили работы над созданием новых катализаторов для автомобильной промышленности, которые бы обеспечили соответствие выхлопных газов экологическим стандартам Евро-4 и Евро-5. В таких катализаторах основную роль играет использование благородных металлов (платины, палладия и т.п.), которые, естественно, стоят недешево. И перед учеными стояла задача – создать новые, более эффективные модификации катализаторов, но при этом избежать роста их стоимости. Решить ее помогли как раз исследования на источнике СИ, которые показали, что при измельчении этих металлов до размера наночастиц их активность резко возрастает. А значит, таким методом можно получать более эффективные катализаторы с низким содержанием дорогих металлов.

Используя эту технологию, партнер Института – Завод автомобильных катализаторов в Новоуральске – стал сегодня главным (и практически единственным) поставщиком этой продукции для всего российского «автопрома».

Много исследований с помощью СИ проводят геологи, поскольку так они могут изучать образцы с крайне низким содержанием той или иной породы. В числе работ последних лет – исследование кернов грунта со дна Байкала и Телецкого озера.

– Реки, впадающие в эти озера, приносят с собой породы, которые оседают друг на друга, в результате такой керн становится для нас аналогом годичных колец у дерева, – рассказал директор Института геологии и минералогии СО РАН, д.г.-м.н. Николай Крук. – И анализируя изменения, которые происходили в разное время, мы можем выстроить картину, как менялся климат в Сибири на протяжении веков. А дальше, на ее основе, строить достаточно достоверные прогнозы климатических изменений, которые ждут нас в будущем.

Это далеко не единственная задача. Только установки СИ позволяют смоделировать условия, существующие на больших глубинах.  С их помощью ученые смотрят, как ведут себя мельчайшие частицы железа и других материалов при давлении около 3,5 миллионов атмосфер и температуре порядка 10 тысяч градусов Цельсия. Именно в таких условиях материя находится в ядре Земли.

Синхротроны позволяют более точно датировать артефакты, определять состав горных пород, создавать новые материалы и лекарства. В общем, задач для подобного рода установок хватает, а вот количество самих источников явно не поспевает за потребностями мировой науки. Поэтому ученые с нетерпением будут ждать запуска «СКИФ» и источника СИ в Курчатовском институте. Причем не только российские, заявленные параметры установок вызывают интерес и у многих их зарубежных коллег. И если у нашей науки получится «срезать угол» и вывести свою инфраструктурную базу на лидерские позиции, то почему бы потом инноваторам-производителям не повторить этот маневр, опираясь, в том числе и на результаты работы ученых Академгородка.

Наталья Тимакова

Федеральной службе в сфере образования и науки, более известной как Рособрнадзор, могут поручить организовывать оценку результативности деятельности научных организаций. Соответствующий пункт есть в проекте Положения об этой службе, который размещен на Федеральном портале проектов нормативных документов.

Среди прочих полномочий Рособрнадзора, таких как разработка федеральных законов и иных нормативных актов, проверка образовательных учреждений и выдача им аккредитации в новом проекте Положения есть и такое: "организация формирования и ведения федеральной системы мониторинга результативности деятельности научных организаций, выполняющих научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы". Кроме этого авторы проекта хотят уполномочить Рособрнадзор вести базу данных о таком мониторинге, анализировать его результаты и создавать годовые отчеты о подобной оценке. Также среди полномочий есть и такой пункт: "опубликование в информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" минимальных значений показателей результативности для референтных групп (имеются в виду группы, на которые будут разделены научные организации в результате оценки, - прим. Indicator.Ru) ".

Ранее подобный мониторинг организовывали РАН и Федеральное агентство научных организаций (ФАНО), ныне упраздненное в связи с реорганизацией Министерства образования и науки в Министерство просвещения и Министерство науки и высшего образования.

В результате той же реформы Рособрнадзор перешел в подчинение правительству РФ. Подобная проверка, в частности, ее механизмы и выводы, которые чиновники в сфере образования могут сделать на ее основе, вызывали большое беспокойство у ученых.

Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки была образована в 2004 году. На данный момент ею руководит Сергей Кравцов, назначенный на эту должность в 2013 году. В последнее время ведомство стало известно благодаря отзыву лицензии и аккредитации образовательной деятельности у Европейского университета в Санкт-Петербурге, а также отказу в аккредитации Московской высшей школе социальных и экономических наук («Шанинке»).

Не так давно комиссия Московской городской Думы по экологической политике предложила школам Троицкого и Новомосковского административных округов создать на своих территориях… огороды! По мнению депутатов, собственные огороды позволят сразу «убить двух зайцев»: повысить уровень образования в области экологии, а за одним – пополнить школьный рацион экологически чистыми овощами. Учеников - считают народные избранники - можно привлечь к выращиванию рассады и дальнейшей посадке цветов на территории района, где находятся школы. Поскольку указанные территории вплотную примыкают к сельской местности, такой вариант считается вполне приемлемым.

Кому-то может показаться, что предложение московских депутатов выглядит как откровенный уход в архаику: виданое ли дело, чтобы в нашу эпоху несовершеннолетние вовлекались в принудительный труд ради собственного пропитания? Не удивлюсь, что найдутся моралисты, которые именно так это и оценят. На самом же деле совмещение экологического воспитания с решением чисто утилитарных вопросов выглядит вполне здраво и (о чем я еще скажу ниже) вполне соответствует инновационным трендам. Беда наших депутатов только в том, что им не хватает ни знаний, ни фантазии, чтобы высказать подобные предложения по-современному, в духе новейших прогрессивных тенденций. Вместо этого их месседж опять содержал знакомый ассоциативный ряд: сельская местность, огород и «борьба за выживание» (точнее, за пропитание). Плюс ко всему – «детский труд». Сочетание огорода и детского труда как бы косвенно намекает на эксплуатацию, поскольку огород в указанном контексте воспринимается не иначе, как барская плантация, на которой в поте лица работают с лопатами малолетние «крепостные».

В общем, неплохой (по сути) замысел был испорчен упрощенным исходным посылом, не соответствующим духу времени. А как должно это выглядеть по-современному?

Начнем с того, что огороды под открытым небом уже становятся прошлым днем. Овощную продукцию (коль о ней зашла речь) сегодня предпочитают выращивать в защищенном грунте. Ссылаться на зарубежный опыт теперь даже не нужно, поскольку в России с недавних пор очень хорошо «раскрутили» эту тему. По данным Росстата, производство сельхозпредприятиями овощей в защищенном грунте в 2017 году составило 946 тыс. тонн. Из них 817 тыс. тонн было выращено в обогреваемых зимних теплицах. Остальное – в весенних теплицах. Цифры для нас немалые, хотя названные объемы еще не покрывают реальных потребностей. Минсельхоз России оценивает потребности в тепличных овощах на уровне 1,76 млн тонн. Иначе говоря, дефицит составляет 816 тыс. тонн. По потреблению свежих овощей на одного человека Россия пока отстает от развитых стран примерно в два раза. Так что нам есть куда двигаться.

Отметим, что государственная программа поддержки развития сельского хозяйства предусматривает компенсацию 20% понесенных капитальных затрат при строительстве тепличных комплексов. В частности, по итогам прошлого года было одобрено порядка 27 проектов, совокупная государственная поддержка которых составила более шести миллиардов рублей.

Не удивительно, что инвестиции в тепличное хозяйство считаются на данном этапе довольно выгодным вложением средств. Господдержка в этом случае имеет серьезное значение. На прошедшем недавно инвестиционном форуме в Сочи был подписан ряд соглашений по строительству крупных тепличных комплексов в различных регионах страны. Так, в Астрахани собираются построить тепличный комплекс площадью 10 га (сумма вложений оценивается на уровне 2,5 млрд рублей). В проекте участвует голландская компания. Причем, в перспективе площадь теплиц может быть увеличена в пять раз. Аналогичные проекты собираются реализовать в Чеченской республике, в Ингушетии и в Московской области. В частности, вложения в проект для Подмосковья оцениваются на уровне шести млрд рублей. Речь идет о строительстве четвертой очереди теплиц площадью 28 га. За счет государственных субсидий будет компенсировано 25% капитальных затрат (20% компенсируют из федерального бюджета и 5% - из регионального). Теплицы предназначены, в основном, для выращивания томатов, перцев и баклажанов. Кроме этого, в Московской области планируют заняться выращиванием шампиньонов, для чего будет возведен соответствующий комплекс площадью 2,2 га.

Вроде бы, процесс развивается в верном направлении. Однако есть один принципиальный момент, который привносит тревожные нотки.

У нас почему-то усиленным путем внедряют «уходящие» технологии, вкладывая туда миллиарды и не замечая передовых тенденций, где подобный гигантизм воспринимается уже как вчерашний день. Почему-то государство с охотой субсидирует крупные проекты, не испытывая такого же интереса к «малым формам», где инновационная составляющая ничуть не меньше, а может, и больше.

Правительство Московской области, как было сказано, готово выделить 300 миллионов на строительство четвертой очереди гигантского тепличного комплекса. Пожалуй, этих денег хватило бы на то, чтобы обеспечить полторы сотни школ небольшими автоматизированными теплицами нового поколения, которые в ряде случаев можно спокойно устанавливать на плоских крышах, не занимая ими дополнительного места на школьной территории. Чем, спрашивается, не вклад в насыщение спроса на свежие овощи? Однако подобная картинка пока еще плохо вырисовывается в головах государевых мужей. Во всяком случае, финансовой поддержки в тех объемах, какие мы видим в случае с гигантами, здесь не предусмотрено.

Вернемся теперь к предложению московских депутатов насчет школьных огородов. Как я уже сказал, огород плохо согласуется с инновационными трендами в сельском хозяйстве. Другое дело, если бы речь зашла об упомянутых автоматизированных тепличках. Мы уже неоднократно писали о разработках подобного рода – как на гидропонике, так и на «органике». И надо сказать, что процесс этот не останавливается - впереди нас ждут новые инновационные решения. Как раз этот тренд – достаточно наукоемкий и совмещающий новейшие достижения в разных областях знаний – стоило бы поддержать региональным властям. Маленькие комплексы рассчитаны, прежде всего, на розничную продажу – в непосредственной близости от потребителя. Если бы такой проект был принят для школ, мы получили бы прекрасный, показательный прецедент вхождения в Шестой технологический уклад: учебные организации без лишних усилий снабжают себя свежими овощами, опираясь на последние достижения науки и техники. Было бы, что показать и о чем рассказать.

Учтем также и образовательный момент. Нет никаких препятствий к тому, чтобы включить курс тепличного хозяйства в школьную программу по ботанике или экологии. Параллельно ученики осваивали бы современные агротехнические приемы и знакомились с соответствующим оборудованием. Благодаря таким нововведениям мы получили бы целое поколение молодых людей, прикоснувшихся к современным сельскохозяйственным технологиям своими руками, на практике. Вот вам и готовые кадры для развития сити-фермерства. Совсем не исключено, что кто-нибудь из учеников связал бы в дальнейшем свою карьеру с высокотехнологичным сельским хозяйством. Во всяком случае, экологическое образование и воспитание с помощью такой практики способно дать стране массу плюсов.

Таким образом, московские депутаты были в одном шаге от продуктивной идеи, но прошли мимо нее ввиду нашей неискоренимой привычки связывать сельское хозяйство с огородом, а огород – с деревней. Деревня же в нашем сознании по-прежнему ассоциируется с технологической отсталостью, где решающее значение имеет лопата и монотонный труд в поте лица. Однако достаточно лишь сместить фокус в сторону сити-фермерства, как картинка сразу же преображается. Вместо огорода мы получаем высокопроизводительную мобильную и энергоэффективную теплицу, «начиненную» автоматикой. Что касается свободных школьных территорий, то вместо огородов было бы лучше закладывать там красивые сады. Опять же – в рамках программы экологического воспитания.

Олег Носков

Сколько и какая рыба водится в Байкале? Ответ на вопрос ищут ученые Лимнологического института. Точнее, они разрабатывают новый метод, который поможет найти решение более точное и с наименьшими усилиями. Необходимые подсчеты, оказывается, можно произвести с помощью анализа ДНК среды, в которой обитают живые организмы.

- В чистую, стерильную посуду берем определенное количество воды, 100 миллилитров. И этой воды нам хватит на сотню реакций. С помощью анализа ДНК можно будет сказать, много или мало здесь рыбы и какая она. Какие виды рыб плавают в этом бассейне, - объясняет Сергей Кирильчик, старший научный сотрудник лаборатории ихтиологии Лимнологического института СО РАН.

Вся эта информация буквально в стакане воды. Ведь каждое живое существо, растение в окружающей среде непременно оставляет свой невидимый след-молекулу ДНК. И ученые в состоянии ее распознать.

В резервуарах аквариального комплекса Лимнологического института байкальский омуль и его гибриды. Экспериментальная база позволяет специалистам работать в удобном режиме. Чтобы продолжить исследование, набранную в этом бассейне воду фильтруют через стекловолокно. На волокнах фильтра остаются белковые соединения: эпителий, экскременты. Из этого материала и предстоит выделить ДНК. И получить главную информацию, во-первых, о разнообразии видов, которые обитают в бассейне, а во-вторых, об их количестве.

Этот метод анализа ДНК окружающей среды иркутские ученые предлагают использовать для масштабных исследований, которые позволят определить состояние популяций, например, байкальских обитателей.

Ведь сейчас количество омуля в Байкале определяют с помощью единственного тралово-акустического метода - более сложного и дорогого.

- Байкал - очень глубокое озеро. И изучать природное многообразие в Байкале очень непросто за счет его глубины. Анализ окружающей среды, с нашей точки зрения, вообще может перевернуть представление о разнообразии не только рыб, моллюсков и других эндемичных комплексов рыб в Байкале, - говорит Сергей Кирильчик.

В том числе, даже не известных, не изученных пока обитателей озера. А еще новая методика - это возможность оценить количество самого массового эндемика - голомянки. Ее численность пока не определить вообще. Известно лишь, что голомянка - это большая часть всей рыбы Байкала. По оценкам Сергея Кирильчика, для отработки методики понадобится около пяти лет.

В наших сибирских краях мы сталкиваемся с одним парадоксальным явлением, которого, по идее, быть не должно: у нас граждане строят себе дома так, будто дело происходит совсем не в Сибири. Вроде бы, суровый климат вынуждает индивидуальных застройщиков обращать внимание на энергоэффективность и ставить ее во главу угла, причем, затрачивая на нее соразмерные средства. Однако на практике ничего подобного мы не наблюдаем: наш домовладелец настроен на что угодно, но только не на экономию топлива. Точнее, экономия топлива не значится у него в ряду важнейших приоритетов и всегда оставляется на «как-нибудь потом».

Что примечательно: с наступлением рыночных реформ граждане стали замахиваться на очень большие площади – прямо-таки с барским размахом. И именно показное «барство» очень часто оказывается в приоритете, отодвигая вопросы энергоэффективности на задний план. Сегодня мы можем увидеть немалое количество внушительных двухэтажных особняков, очень часто возводимых безо всяких представлений о предстоящих эксплуатационных расходах. Представления о современности таких домов чаще всего подчеркивает приделанная к стене спутниковая «тарелка». И всё! То есть хозяева не жалеют денег на столь важный (с их точки зрения) элемент технического прогресса, как телевизор с сотнями каналов, при этом откровенно игнорируя затраты на высокую (по сибирским меркам) теплозащиту или энергосберегающее оборудование. И даже в наши дни, когда информацией о подобных вещах переполнены разные СМИ и Интернет, очень трудно найти дом, на стене которого вместо спутниковой антенны красовался бы солнечный коллектор.

Как объяснить столь странный феномен? В свое время на одной конференции в Институте теплофизики СО РАН было отмечено, что причиной столь пренебрежительного отношения индивидуальных застройщиков к вопросам энергоэффективности (в отличие от западных стран) является относительная дешевизна энергоресурсов и довольно высокая стоимость утеплителей и энергосберегающего оборудования.

Скажем, в Германии выгоднее снизить энергопотребление за счет создания эффективной теплозащиты, поскольку качественный утеплитель там обойдется дешевле, чем плата за газ. У нас, в Сибири, ситуация выглядит противоположным образом: хороший утеплитель обойдется намного дороже, чем плата за энергоресурсы.

Отчасти так оно и есть. Были случаи, когда полный «комплект» мероприятий по снижению энергопотребления для обычного дома переваливал за 200 тысяч рублей. На такие затраты мало кто пойдет, поскольку они не компенсируют затрат на отопление, и потому экономия выглядит здесь сомнительной.

В то же время нельзя думать, будто энергоресурсы достаются нашим домовладельцам за сущие копейки. Отопление собственного жилья в любом случае остается для многих «головной болью» и проблемой, до сих пор не решенной технически грамотно и «по-научному». Замечу, что наши граждане всегда готовы экономить, если предоставляется такая возможность. Покупка топлива (уголь, дрова и даже природный газ) иной раз влетает в кругленькую сумму. Просто за последние 20 лет в Сибири сильные морозы стали случаться не каждую зиму, и люди несколько расслабились. Пережив пару недель экстремальных холодов, наш домовладелец выдыхает с облегчением, надеясь на то, что дальше его как-нибудь «пронесёт». Но даже при нынешних климатических условиях 5-6 тонн угля за сезон (а такова средняя цифра) воспринимается как достаточно ощутимое обременение для семейного бюджета. А потому нередко наши люди отваживаются на разные ухищрения, в основном – незаконные. Самый распространенный способ – банальная кража электроэнергии, за счет чего удается сократить затраты на топливо в полтора-два раза. Обычно электричество «умыкают» в ночные часы, когда нет пиков потребления. Таким путем в доме поддерживается приемлемая ночная температура, позволяющая помещениям не выстывать до утра.

В ходе общения с такими людьми часто выясняется, что дополнительной причиной кражи электричества является нежелание постоянно возиться с углем, лишний раз затапливать котел, поддерживать горение, следить за всем этим делом, выносить шлак и золу. То есть неэффективное устаревшее оборудование сильно мотивирует интерес к «халявному» электричеству.

На вопрос о том, возникают ли у них угрызения совести по этому поводу, слышишь стандартный ответ: «А у государства есть совесть – брать с нас по двести тысяч за подключение к газу? Почему китайцам газопроводы строят за государственный счет, а своим гражданам выставляют такие ценники?». Проблема, как видим, приобретает социальный характер.

Впрочем, государство в долгу не остается, объявив нещадную войну «халявщикам». Недавно был принят закон, предусматривающий уголовную ответственность (сроком до шести лет) за кражу электроэнергии. Таким образом, нынешний «народный» способ экономии энергоресурсов становится достаточно рискованной затеей. И люди начинают осознавать данное обстоятельство. Соответственно, появляются размышления о том, как сэкономить на традиционном топливе, используя другой – законный – способ энергетической «халявы». Первое, что приходит в голову – это энергия солнца, то есть один из самых распространенных вариантов «зеленой энергетики». Про солнечные коллекторы известно многим, но вот беда – такое оборудование опять же не всем по карману. К примеру, воздушный солнечный коллектор заводской сборки (в основном – иностранного производства) стоит в диапазоне 40-70 тысяч рублей. По такой цене, кстати, можно купить хороший современный котел на твердом топливе. Поэтому вряд ли закредитованные «под завязку» простые российские граждане рискнут прибегнуть к столь дорогостоящим инновациям, по крайней мере – без четкого понимания перспектив.

Именно в таких условиях как никогда потребуются советы специалистов. В Новосибирске, как мы знаем, они есть, однако их идеи и предложения пока что с трудом проникают «в массы». Не будем сейчас обсуждать причины возникшего положения. Главное, что в стране имеет место отложенный спрос на «зеленые технологии». Люди, в принципе, не прочь их применить, но пока имеют очень слабое представление о доступных технических решениях в этой сфере. Хотя нельзя исключить того, что в числе домовладельцев достаточно тех, кто в состоянии что-либо смастерить своими руками. Был бы готовый проект со всеми чертежами, расчетами и рекомендациями, а умение приложится. Причем, нужен нормальный, хорошо проработанный проект, а не какая-то интернетная «замануха» (как это часто бывает в наше время). Специалисты, в принципе, готовы сделать такие разработки. Вопрос лишь в том - за чей счет.

Надо понимать, что простые граждане не в состоянии оплачивать каждый проект в отдельности, и такие заказы мы вряд ли получим (во всяком случае – в массовом порядке). Нужны, безусловно, готовые типовые решения, собранные в едином каталоге, открытом для свободного доступа. Вот здесь власть могла бы хорошо помочь своим гражданам, заказав специалистам такую работу, либо выделив соответствующие гранты ученым. Напомним, что в настоящее время аналогичная работа осуществляется учеными ИТ СО РАН на острове Ольхон. Работа осуществляется в рамках федерального гранта. Как мы уже писали, на одной местной турбазе не так давно был построен биотуалет, обогреваемый за счет солнца с помощью солнечного концентратора (оригинальная разработка) и дополнительного воздушного солнечного коллектора.

Полагаю, что нечто подобное имеет смысл соорудить и на территории нашей области. Речь, в данном случае, идет пока что об энергосберегающем оборудовании, хотя не исключено, что и владельцев индивидуальных домов, и владельцев дачных и садовых домиков заинтересует полный «пакет» предложений (включая способы утилизации органических отходов). К примеру, департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска ежегодно выделяет гранты для молодых ученых. Полагаю, в рамках этого гранта вполне можно осуществить указанную работу. Скажем, специалисты ИТ СО РАН, опираясь на имеющийся опыт, подготовят для «рукастых» дачников несколько типовых проектов воздушных коллекторов и солнечный концентраторов - с подробными расчетами и рекомендациями. Информацию можно разместить на каком-нибудь сайте и параллельно выпустить соответствующий буклет с чертежами (из серии «сделай сам»).

Уверен, что такие разработки вызовут у наших домовладельцев неподдельный интерес. Кроме того, именно таким путем можно будет продвигать тему энергосбережения, повышая грамотность населения в подобных вопросах, а параллельно – ломая устаревшие стереотипы о «хорошем» жилье, главным атрибутом которого должна стать не спутниковая антенна, а как раз солнечный коллектор на южной стене. 

Олег Носков

О проекте «Академгородок 2.0» активно заговорили после зимнего посещения Новосибирского научного центра В.В. Путиным. Равно как и про один из главных элементов проекта – строительство синхротрона, точнее – Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). За последние десятилетия научных объектов подобного масштаба за Уралом не возводилось (разве что строящийся национальный гелиофизический центр в Иркутске). Для строительства еще не выбрали окончательную площадку, а вопросов уже прозвучало немало, как относительно параметров проекта (стоимость, сроки и т.п.), так и о его актуальности для науки и общества. Ответы на многие из них прозвучали на прошедшей в Институте катализа СО РАН пресс-конференции с участием директора института академика РАН Валерия Бухтиярова (который возглавил Научно-координационный совет по работе будущего синхротрона).

Но началась пресс-конференция с вопроса из совсем «другой оперы»: как уважаемый академик (в недавнем прошлом – главный ученый секретарь президиума СО РАН) прокомментирует новый этап реформы научно-образовательной системы страны.

Валерий Иванович в своих оценках был осторожен, справедливо отметив, что пока рано давать оценки только что созданному министерству. Позитивным шагом, в частности, он считает назначение первым заместителем министра академика Григория Трубникова, которого ранее прочили на пост главы нового министерства.

– В целом же, я с самого начала этой реформы говорил своим коллегам, что если институт будет показывать работу на уровне, соответствующем мировому, если мы будем успешно решать актуальные для экономики страны задачи, то все эти пертурбации пролетят над нашей головой без особого ущерба для нас, – резюмировал Валерий Бухтияров. – И пока что происходящее подтверждает это.

Далее разговор вернулся к главной теме – проекту синхротрона. Возник он не случайно: сегодня источники синхротронного излучения (СИ) запускают по всему миру. Именно на них проводят уникальные эксперименты научных исследований на стыке различных областей науки и техники от материаловедения до медицины. Здесь создаются новые технологии возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику, мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых, наноматериалы и многое другое. Наша страна почти не располагает такого рода установками класса «мегасайнз». Исправить ситуацию предполагается путем создания сети современной исследовательской инфраструктуры, включая специализированный источник 4 поколения (ИССИ-4) в г. Протвино, Московская область, источника СИ «СКИФ» в Новосибирске и еще одной установки в Дальневосточном Федеральном округе. Зимой 2018 года проект был включен в перечень поручений Президента и Послания Федеральному Собранию.

Академгородок не случайно был выбран местом размещения одной из трех установок. Во-первых, здесь работает Институт ядерной физики, сотрудникам которого и предстоит строить саму установку. И накопленный опыт участия в международных проектах такого рода говорит, что эта задача им вполне по силам.

Во-вторых, в Новосибирском научном центре есть пул опытных пользователей: сегодня многие институты Академгородка планируют эксперименты на станциях СИ. Но проводить их приходится за рубежом, предварительно пройдя жесткий конкурсный отбор (число заявок от научных коллективов в любом центре СИ намного больше имеющихся временных ресурсов). Конечно, и СИ «СКИФ» будет работать по тем же принципам, но он хотя бы будет располагаться по соседству, а не в другом полушарии.

Третий важный плюс – то, что в Академгородке работает Новосибирский государственный университет, успешно решающий задачу попадания в топ-100 мировых вузов. И являющийся стабильным источником кадров для институтов Сибирского отделения РАН.

– Науку нельзя развивать без постоянного притока молодых исследователей, – убежден Валерий Бухтияров. – Потому что они люди дерзкие, не признающие авторитетов. Да, у людей постарше больше опыта, но и некая занудность часто имеет место быть. Поэтому и нужен правильный баланс между опытом и энергией молодости.

Кадры мало подготовить, их надо еще удержать, отметил он. У Сибирского отделения есть положительный опыт повышения зарплат и улучшения жилищных условий для своих молодых ученых. Но этого мало. Нужно еще и создать возможность проводить исследования на мировом уровне. Иначе наиболее талантливые и дерзкие уедут работать в другие научные центры, где им, к слову, без проблем предоставят не только передовое оборудование, но и комфортные условия проживания. Так что, «Академгородок 2.0» – это еще и способ повышения рейтинга нашего центра в мировом научном сообществе.

Проект СИ «СКИФ» еще только стартовал, но некоторые основные его параметры (прежде всего, временные) определены. Первый этап – разработка концепции – продлится ориентировочно до конца 2018 года. Но фактически, чтобы успеть войти в бюджет на следующий год, ученым надо передать эту концепцию в правительство уже в конце лета. В частности, к этому времени надо определиться с площадкой для строительства, количеством станций, которые войдут в перечень объектов первой очереди и перечнем исследовательских задач, которые будут решаться на этих станциях в первые годы эксплуатации.

В следующем году начнется разработка детального проекта комплекса, которая займет, по расчетам, два года. И уже в 2021-2023 годах предполагается само строительство первой очереди объекта. Сам комплекс будет состоять из здания синхротрона и экспериментального зала, с наружным диаметром более 200 метров. Помимо этого, планируется создание лабораторного корпуса, с помещениями для размещения пользователей и персонала, помещениями для пробоподготовки, предварительных и сопутствующих исследований. Первая очередь строительства предусматривает размещение на синхротроне шести экспериментальных станций, в дальнейшем их число будет доведено до 32 (вторая очередь объекта).

Стоимость реализации сейчас оценивают в 30 млрд рублей, еще около 10 млрд потребуется на дальнейшее развитие исследовательской инфраструктуры (вторая очередь).

И еще один важный момент, на котором заострил внимание Валерий Иванович:

– Мы сразу определились, что главную роль в проекте должны играть не производители установки (в данном случае ИЯФ), а ее пользователи. Потому что наша основная цель – создание возможностей для проведения экспериментально-исследовательских работ нашим ученым, соответствующих передовому мировому уровню.

Проект задает довольно высокую планку. Впрочем, как и вся концепция «Академгородок 2.0» (не зря говорят, что столь масштабных вложений в инфраструктуру Новосибирского научного центра не было фактически со времен его строительства). Насколько декларируемые показатели совпадут с реальными, покажет время. Пока что и сами ученые подходят к ним со сдержанным оптимизмом.

Наталья Тимакова

Не так давно мы опубликовали материал, посвященный проблемам развития возобновляемой энергетики в нашей стране. И вскоре получили письмо, автор которого не во всем согласен с нашим журналистом. Поскольку наш ресурс всегда приветствует обмен мнениями и здоровую полемику, размещаем текст письма полностью, в том виде, в каком оно было получено.

ВИЭ для любителей

Критика планов развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России нередко начинается с фундаментального вопроса: а нужны ли эти источники богатой традиционными энергоресурсами стране. Почему-то в Саудовской Аравии таких вопросов не возникает. Этой весной там объявили о намерениях в партнерстве с японским инвестфондом SoftBank вложить $200 млрд в строительство самой мощной в мире солнечной электростанции мощностью сразу 200 ГВт. У нас же по-прежнему считается, что «государство не намерено серьезно вкладываться в альтернативную энергетику, не считая это направление приоритетным».

Нельзя сказать, что в России со стороны государства мы видим «полное отсутствие стимулирования спроса». Государство создаёт рамочные условия, механизмы, которые направлены на развитие возобновляемых источников энергии в РФ. Между прочим, уже законтрактовано порядка 5 ГВт солнечных и ветровых электростанций, которые должны быть введены в эксплуатацию до 2024 года. Действительно, развитие ВИЭ в России «осуществляются за счет остальных участников рынка», что является абсолютной нормой, везде в мире стимулирование ВИЭ именно таким образом и осуществляется. Государство «напрямую» обычно лишь дополнительно стимулирует развитие с помощью налоговых льгот, специальных инструментов финансирования, грантов на НИОКР и пр. Другой вопрос – это объемы такой поддержки в России. Для масштабов страны она, следует признать, невелика.

В России для развития ВИЭ установлены требования к локализации производства оборудования на территории страны. В солнечной энергетике 70% капитальных затрат должны производиться в России, в ветроэнергетике – 65%. Это, безусловно, стимулирует и научные разработки.

Например, ООО «Хевел», в котором 49% принадлежит корпорации РОСНАНО, производит гетероструктурные (HJT) солнечные элементы и модули (сочетание тонкопленочной и кристаллической кремниевой технологии). Это самый передовой класс солнечных панелей на сегодняшний день, серийная эффективность гетероструктурных ячеек Хевел - 22,7% - одна из самых высоких в мире.

Это достижение было бы невозможно без существенных вложений в НИОКР. При компании создан научный Центр – ООО «НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике», в котором трудятся ведущие ученые в том числе из ФТИ им. А.Ф. Иоффе. Разработки именно российских учёных позволили перейти от производства тонкоплёночных элементов и модулей на основе аморфного кремния к производству перспективных HJT продуктов.

В ветроэнергетике компания Фортум в партнерстве с РОСНАНО по «методу Чубайса» законтрактовала уже около 2 ГВт мощностей, которые будут введены в строй в период 2019-2024 годы. У Росатома в портфеле 1 ГВт, которые потребуют более 100 млрд рублей инвестиций. При этом, как отмечалось выше, норма локализации составляет 65%, что обеспечивает создание новых наукоемких производств на территории страны. И эти новые производства в значительной части уже построены, и выпускают продукцию. Так, в Нижегородской области началось производство гондол ветрогенераторов большой мощности (4 МВт), а Ульяновской области – композитных лопастей ветряков.

Механизмы конкурсных отборов в секторе ВИЭ, сформированные государством, обеспечивают конкуренцию между энергетическими компаниями и производителями оборудования, позволяют снижать удельные капитальные затраты в ветровой и солнечной энергетике, что было подтверждено итогами прошедшего в июне 2018 года тендера. Снижение капитальных затрат в свою очередь стимулирует спрос на высокотехнологичную продукцию и апгрейд технологий, научные разработки.

Таким образом, развиваться есть куда, но не всё так печально, как считают некоторые. Разумеется, далеко не все научные разработки, которые авторы считают перспективными, запускаются в производство. Так было всегда и везде, и так будет в будущем. Искать тут виноватых не очень «научно».

Владимир Сидорович, директор информационно-аналитического центра «Новая энергетика»

На фото: первый в России ветропарк мощностью 35 МВт, построенный Фондом развития ветроэнергетики компании «Фортум» и РОСНАНО в Ульяновской области

На вопросы об изменившемся ландшафте руководства наукой и образованием в России ответил вице-президент РАН Алексей Хохлов.

— В связи с разделением Министерства образования и науки на два отдельных министерства интересно ваше мнение, как будет строиться взаимодействие Академии наук с каждым. Очевидно, что главный акцент будет сделан на сотрудничестве с Министерством науки и высшего образования. Пригодится ли накопленный опыт взаимодействия РАН и ФАНО в ситуации, когда новое министерство возглавил Михаил Котюков?

— Да, конечно. Я уже недавно высказался по этому поводу в «Российской газете». За последнее время взаимодействие Российской академии наук и ФАНО перешло в режим рабочего сотрудничества по тем вопросам, по которым имеется согласие. В частности, была проведена оценка эффективности деятельности большинства академических институтов и экспертиза отчетов этих институтов за 2017 год.

Сейчас в РАН проходит рассмотрение планов по научным темам институтов на 2019 год. Причем эта работа продолжается, нет никакого изменения графика в связи с упразднением ФАНО. Поэтому я думаю, что применительно к академическому сектору науки взаимодействие РАН и нового министерства будет проходить по тем же правилам (регламентам), которые уже были согласованы с ФАНО. Разумеется, соответствующие соглашения надо будет перезаключить уже с Миннауки, какие-то не оправдавшие себя на практике вещи поправить, но в целом я абсолютно не разделяю опасений некоторых моих коллег по этому поводу.

— Что будет с научными институтами РАН? Они теперь еще больше отделятся от Академии наук? Сохранится ли опция научно-методического руководства со стороны РАН и как оно будет осуществляться?

— Я уже ответил выше, что роль РАН в научном и научно-методическом руководстве академическими институтами останется неизменной. Это, в частности, означает, что научные темы по госзаданию в этих институтах будут финансироваться только при одобрении или по инициативе РАН. Более того, вся логика документов и решений, принимаемых властями в последнее время, говорит о том, что Российскую академию наук настойчиво призывают взять на себя функцию научно-методического руководства не только институтами РАН, но и всеми фундаментальными и поисковыми научными исследованиями в стране.

С учетом этого я считаю, что важнейшей задачей РАН сейчас является распространение тех принципов, которые были наработаны во взаимодействии РАН-ФАНО на неакадемический сектор науки, и прежде всего — на вузы.

Последние заявления Михаила Котюкова подтверждают, что и министерство придерживается такого же подхода. Это — непростая задача. В академических институтах функции научного руководства со стороны РАН воспринимаются естественно, чего нельзя сказать об университетах. Тем более будет интересно двигаться в этом направлении вместе с новым министерством.

— Какие вопросы РАН будет обсуждать с Министерством просвещения? Правда ли, что ведомство Ольги Васильевой займется популяризацией науки?

— РАН как вневедомственная структура взаимодействует со всеми министерствами в рамках своей компетенции. В этом контексте Министерство просвещения является одним из наших приоритетных партнеров, поскольку будущее российской науки неразрывно связано с качеством школьного образования.

Повышение престижа профессии ученого и преподавателя невозможно без популяризации достижений науки среди школьников. Я ожидаю, что соответствующие проекты, ориентированные на школьную аудиторию, будут курироваться Министерством просвещения, а пропаганда достижений науки для студентов и более взрослой аудитории — прерогатива Министерства науки и высшего образования.

Еще одно направление сотрудничества с Министерством просвещения — научная экспертиза школьных учебников со стороны РАН. Академия наук традиционно этим занимается. В последнее время в этом взаимодействии накопился ряд проблем, но мы настроены на их конструктивное обсуждение и продолжение этой работы.

— Что будет с в некотором смысле вашим детищем — Советом по науке при Минобрнауки?

— Совет по науке был создан в 2013 году как совещательный орган, обеспечивающий обратную связь между учеными, которые активно занимаются наукой на мировом уровне, и руководством министерства. Как правило, входящие в состав этого совета ученые не являются руководителями организаций. Помимо публичных заявлений, которые размещаются на сайте sovet-po-nauke.ru, совет ведет большую непубличную работу по обсуждениям важных для ученых проблем с сотрудниками Минобрнауки.

14 ноября прошлого года Совет по науке существенно обновился, его возглавил член-корреспондент РАН Юрий Ковалев, который сразу же очень активно и профессионально включился в работу. Думаю, что этот совет продолжит свою работу, теперь уже как орган при Министерстве науки и высшего образования.

Мы уже рассказывали о том, что в секторе нейрогенетики социального поведения ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» под руководством д.б.н. Наталии Кудрявцевой разработали уникальную методику, позволяющую моделировать механизмы формирования неврологических расстройств. Одним из направлений этой работы стало изучение влияния социальной среды на механизмы возникновения симптомов аутизма. Подробности – в материале ниже.  

– Сегодня много говорят про распространение депрессии, а насколько серьезна угроза аутизма?

Ирина Коваленко (ст.н.с. сектора нейрогенетики социального поведения ФИЦ "ИЦиГ СО РАН", к.б.н.): – Действительно, ожидается, что к 2020 г. депрессия займет второе место в списке причин нетрудоспособности у людей. Но, к сожалению, масштабы трагедии, связанные с аутизмом на сегодняшний день также впечатляющие. Ежегодно по всему миру увеличивается количество людей, которые страдают этим расстройством. Еще несколько десятков лет назад на 10000 жителей приходился всего один аутист. Каждый год их становится на 11-17% больше. И, по прогнозам ученых, в 2020 году этим расстройством (в той или иной степени) будет страдать каждый 30 житель планеты. А еще через пять лет – каждый второй.

– Существуют ли действенные методики лечения этого заболевания?

И.К.: – В настоящее время, насколько нам известно из медицинской литературы, отсутствует общепринятая терапевтическая стратегия лечения. Причем, как наследственного аутизма, так и того, который сопутствует другим психическим расстройствам (депрессии, шизофрении, эпилепсии и др.). Трудно перечислить все многообразие лечебных мероприятий, помимо фармакологической коррекции. Это и диета, ограничивающая употребление продуктов, содержащих много глютеина и казеина. Широко используются различные методы освобождения организма от избытка солей тяжелых металлов (пищевые добавки, диеты и т.п.). Вообще, следует отметить широкое использование пищевых добавок различного механизма воздействия. И, конечно же, все виды лечебных воздействий при аутизме применяются на основе индивидуальной клинической оценки состояния больного. На первом месте для таких больных стоит психотерапия, физиотерапия и методы психолого-педагогической коррекции.

А что касается фармакотерапии, то она не селективна, т.е. нацелена не на лечение аутизма, а на снятие симптомов, сопутствующих ему.

Так, фармакотерапия у больных детским аутизмом показана при выраженной агрессивности, самоповреждающем поведении, гиперактивности, стереотипиях и расстройствах настроения. В этих случаях врачи применяют нейролептики, транквилизаторы, антидепрессанты и седативные препараты.

– Что такое социальный аутизм? Вероятно ли развитие этого заболевания у взрослого человека и поддается ли оно излечению?

И.К.: – Вообще, считается, что аутизм - это общее расстройство развития, при котором отмечается максимальный дефицит эмоций и сферы общения. Диагноз этот наиболее часто ставят детям в возрасте 3-5 лет и называют его РДА (ранний детский аутизм), синдром Каннера. В подростковом возрасте и у взрослых болезнь обнаруживается реже, но всё же бывает. Происходит это, обычно на фоне видимого психологического благополучия, постепенно и зачастую незаметно для окружающих людей. Первые признаки аутизма у взрослых проявляются в виде сдержанности в эмоциональном плане. Человек становится более замкнутым, большую часть своих переживаний прячет внутри себя. Со стороны это может выглядеть как депрессия или пониженное настроение на фоне временных трудностей. Постепенно признаки аутизма у взрослых нарастают и происходит полное замыкание эмоционального плана на внутреннем психическом контуре. Пациент становится неконтактным, зачастую проявляет агрессию по отношению к тем людям, которые пытаются вывести его из этого состояния отрешенности. Любые другие эмоции по отношению к близким людям отсутствуют. Медикаментозное лечение аутизма требуется только в исключительных случаях. Например, когда человек проявляет выраженную агрессию по отношению к себе или окружающим людям. Также в случае выраженного депрессивного синдрома, который может завершиться суицидальной попыткой, могут применяться психотропные препараты. Чаще говорят о симптомах аутистического спектра, которые могут сопровождать развитие многих психоневрологических расстройств и являться их следствием. Мы используем термин «социальный аутизм», поскольку в наших экспериментальных условиях он формируется под влиянием негативных факторов социальной природы.

– Вы работаете не с пациентами, а с лабораторными животными. Но как возможно изучать когнитивные отклонения человека с помощью экспериментов на мышах?

И.К.: – Если говорить об интеллектуальном развитии, то этим аутизм отличается от, например, задержек развития, когда ребенок развивается по «нормальным» законам, но медленнее, чем сверстники. Аутичный ребенок может быть и высокоинтеллектуальным и умственно отсталым, может быть одаренным в какой-то области (музыка, математика), но при этом не иметь простейших бытовых и социальных навыков. При аутизме все-таки больше страдает социальная сфера человека (вплоть до полного отказа от контакта с социумом).

У мышей тоже можно заметить нарушения в  социальном поведении. Сравниваются контрольные (интактные) животные и мыши, получившие длительный негативный социальный опыт.  При этом общительность животных оценивается по времени поведенческого ответа на другую особь в различных ситуациях: в условиях домашней клетки или на нейтральных территориях.

В исследованиях на животных обращается внимание на изменение моторной активности (гиперактивность или сниженная активность). Самцы могут демонстрировать немотивированную агрессивность или, наоборот, заторможенность. У них отмечается повышенная тревожность и др. В качестве характеристики стереотипного, повторяющегося поведения, которое у людей является одним из основных симптомов, у животных исследуют такие параметры, как увеличенная, повторяющаяся активность (спонтанная активность, кружение, разрывание и разбрасывание подстилки, прыжки, вставания на задние лапы). А также усиление поведения, направленного на себя (выраженный аутогруминг, почесывание, кружение). Отмечаются и когнитивные  отклонения, например, агрессивные самцы могут нападать на молодого самца, самку или абсолютно дружелюбного самца, чего никогда не делают интактные самцы. Или ухудшение обучения, как показали наши коллеги из Института физиологии СО РАМН.

– Насколько достоверны полученные Вами и Вашими коллегами результаты?

И.К.: – В связи с новизной полученных фактов мы многократно повторяли наши эксперименты. При этом исследовали подробно социальное поведение мышей двух линий и получили полное совпадение в изменениях в социальном поведении, хотя они и были разной выраженности.

Если формально принять во внимание триаду симптомов, используемых в качестве видимых симптомов аутистического спектра в экспериментальных работах, то с уверенностью можно ответить, что у мышей, длительно участвовавших в агонистических взаимодействиях, проявляется вся аутистическая симптоматика. Тем не менее, мы не рассматриваем эти изменения в социальном поведении в качестве моделей аутизма как такового. Корректно все же будет говорить о коморбидности развития аутистической симптоматики в рамках других заболеваний, таких, как депрессия и/или тревожность. А они уже развиваются под влиянием хронического социального стресса у мышей, так же как и ряд других патологий.

Наталия Кудрявцева, д.б.н., зав. сектором нейрогенетики социального поведения: – Уверенности в наших выводах нам придали проведенные исследования молекулярных изменений в мозге животных с симптомами аутистического спектра. При поддержке Российского научного фонда мы сделали полный транскриптомный анализ в нескольких отделах мозга, который позволил нам выявить изменения экспрессии многих генов, участие которых в механизмах аутизма доказано многими международными консорциумами и лабораториями. Другими словами, именно негативная социальная среда формирует симптомы аутистического спектра на уровне генов. Я полагаю, что наши исследования открывают абсолютно новый подход к исследованию механизмов развития аутизма. Конечно, очевидно, что только совместные этологические и молекулярные исследования могут позволить говорить о происхождении и механизмах этого заболевания, что, в свою очередь, позволит и разработать фармакологические методы лечения, создать лекарственные препараты с новыми механизмами действия. А как уже сказала моя коллега, потребность в таких лекарствах будет с каждым годом только возрастать.

Записала Наталья Тимакова

Илон Маск считает, что многоразовые ракеты должны садиться на хвост, опираясь при этом на «ноги». Часть российских ракетчиков — что первым ступеням лучше планировать на крыльях и садиться на шасси. Другая их часть — что выгоднее всего парашют. Кто прав и кто на самом деле выиграет гонку за многоразовость?

Несколько лет назад в нашей космической отрасли было трудно найти более «однозначную» тему, чем многоразовые ракеты. Практически все отечественные специалисты, чья позиция освещалась СМИ, говорили одно и то же: опыт шаттлов показал, что многоразовые носители дороже одноразовых. Поэтому смысла идти в русле решений SpaceX, создавая многоразовые первые ступени для ракет и многоразовые же космические корабли, особо нет.

За этим последовали 2016-2017 годы, когда SpaceX впервые запустила «бэушную» ракету, — и все быстро изменилось. Фонд перспективных исследований объявил о том, что в России создается сверхлегкий носитель с многоразовой первой ступенью, оснащенной крыльями. Однако при внимательном рассмотрении выясняется, что новый проект — это уменьшенный «Байкал», концепция которого была представлена еще в 2001 году. Есть ли у проекта, возникшего 17 лет назад, шансы догнать уходящий поезд многоразовости?

Какие плюсы у возврата ступени на крыльях

Любая первая ступень ракеты взлетает на десятки километров, то есть имеет очень большую «даровую» энергию, которую можно использовать для возврата к космодрому. Она может просто спланировать от точки разделения со второй ступенью до посадочной полосы. Но у обычной ступени очень плохая аэродинамика — это просто цилиндрический бак от горючего и окислителя, он далеко не спланирует. Поэтому еще в 2001 году родился проект «Байкал». Его первая ступень должна была оснащаться большим прямоугольным крылом, которое на старте оставалось сложенным, а после отделения второй ступени и полезной нагрузки разворачивалось и позволяло первой ступени нормально планировать.

По проекту в воздух новый «Байкал» будет поднимать топливная пара метан-кислород. Для многоразовости метан куда лучше керосина: при сгорании последнего образуется сажа, которая оседает на подсистемах ракеты. Ее нужно или удалять, что делает эксплуатацию дороже, или мириться с небольшим числом повторных использований ступени.

Метан и кислород летучи, и, чтобы избавиться от их остатков, достаточно оставить баки с ними открытыми во время возврата первой ступени на Землю. К слову, на той же паре метан-кислород Илон Маск планирует запускать следующую ракету своей компании — недавно начатую BFR, самую мощную ракету в истории человечества.

17 лет назад наш многоразовый проект «не взлетел», и легко понять, почему. Российские одноразовые ракеты в пересчете на стоимость вывода полезной нагрузки были самыми дешевыми в мире, куда дешевле многоразовых шаттлов. К тому же космических запусков в мире было немного и многоразовость сделала бы изготовление новых ракет редкостью, а штучное производство означало бы простой предприятий российской космической отрасли. К чему перемены, когда все и так хорошо? Нечто подобное произошло, например, с новозеландскими птицами моа. Им незачем было подниматься в воздух, потому что они и так были крупнейшими животными на острове — им нечего было опасаться.

Но однажды в Новой Зеландии появился человек, а на рынке космических запусков — Илон Маск. С этого момента моа и традиционным космическим игрокам как-то перестало везти. Возникло понимание того, что надо что-то менять. Как это сформулировал Дмитрий Рогозин, «американцы в рамках своих программ уже создают носители, которые дают возможность сэкономить на пусках… с возвращаемыми первыми ступенями. Россия должна дать им ответ». Следовательно, продолжал Рогозин, нужен «асимметричный ответ» SpaceX. Необходимость «асимметрии» он объяснял тем, что идти по пути американской частной компании для России слишком затратно. Тут, правда, возникает вопрос: как совместить «возможность сэкономить на пусках» с тем, что «идти по пути США [SpaceX] слишком затратно»? Но это, как несложно догадаться, вопрос скорее риторический.

Итак, крылья мы выбрали потому, что это не так дорого. И действительно, новый проект, анонсированный Фондом перспективных исследований, предусматривает отделение первой ступени от второй на высоте менее 60 километров. Это значит, что ее скорость неизбежно будет ниже двух километров в секунду. То есть торможение двигателями практически не потребуется — только горизонтальный полет. В варианте SpaceX — посадки на хвост — нужно создавать куда больше нового.

Дело в том, что для посадки на хвост требуется умение точно и дозированно менять тягу ракетных двигателей первой ступени. Это значит, что таких двигателей в первой ступени либо должно быть много, либо они должны необычайно широко варьировать тягу. Двигателей второго типа просто нет — даже SpaceX пока только работает над ними. Поэтому в том же Falcon 9 в первой ступени работает сразу девять двигателей. Своей первой ступени под такое количество двигателей у России нет — у нас традиционно используется более оптимальная для одноразовых ракет схема с одним двигателем.

Теперь о минусах

Да, крылья не потребуют многодвигательной схемы, но все имеет свою цену. Возврат первой ступени на крыле значит, что скорость в момент соприкосновения с поверхностью не будет погашена тягой ракетных двигателей, как при посадке на хвост. Поэтому нужно «самолетное» шасси, способное перенести большие нагрузки, а не более легкие «ноги», как у Falcon 9. Кроме того, как мы уже отмечали, посадить первую ступень на морскую платформу Россия, в отличие от Маска, не может. Значит, нашей первой ступени не удастся сесть одним планированием, нужен турбореактивный двигатель и запас топлива для него.

Дополнительный минус «байкальских» крыльев — их привязанность к Земле. Маск выбрал посадку на хвост, по образцу советских лунных аппаратов, не просто так. Победа на рынке коммерческих запусков, которую он одержал к 2017 году, — для него всего лишь ступень на пути к настоящей цели SpaceX — другим небесным телам. Сесть на хвост можно где угодно, кроме планет-гигантов, потому что там садиться не на что. А на крыльях — нет, потому что кое-где (Луна) атмосферы нет, а кое-где (Марс) она такая разреженная, что крылья там не помогают. Впрочем, для России этот минус роли не играет, поскольку мы, в отличие от SpaceX, не собираемся высаживаться на Марс в обозримом будущем.

Есть и более близкие к Земле минусы представленного публике «крылатого» проекта. Это сверхлегкая система с полезной нагрузкой 600 килограммов. Чем крупнее ракета, тем ниже себестоимость выводимого ею груза, поэтому и Falcon 9 и «Протон» — ракеты тяжелые, а строящаяся BFR — сверхтяжелая. Соответственно, сверхлегкая ракета с многоразовой первой ступенью будет выводить на орбиту грузы дороже заокеанского конкурента.

Очевидно, в Роскосмосе это тоже понимают. Однако если рассматривать сверхлегкую частично многоразовую ракету как демонстратор самой технологической возможности спасения первой ступени на крыльях, то все становится на свои места. Если первую ступень получится спасать таким образом, то дальше уже можно думать и о создании более крупной версии. Тем более что сверхлегкий опыт покажет и то, насколько дорого оснащать космические ракеты крыльями и имеет ли это экономический смысл, или проще идти по пути посадки на хвост.

«Чердак» попросил Роскосмос прокомментировать текущий статус проекта сверхлегкого носителя. Там подтвердили, что ФПИ и Роскосмос действительно ведут такой проект, в котором участвует с одной стороны ГНКПЦ имени Хруничева, а с другой — ОКБ Мясищева. Если он покажет экономическую целесообразность многоразовости на крыльях, речь может пойти и о более крупной версии. Таким образом, на сегодня статус этой разработки заметно лучше («официальнее»), чем у другого инициативного многоразового российского проекта, с посадкой ракеты на хвост. О нем — ниже.

Что у нас есть кроме крыльев?

Государственный ракетный центр имени Макеева еще в 2007 году, когда Маск не планировал сажать свой Falcon на хвост, предложил проект «Россиянка». Эта ракета должна была садиться на хвост, используя тягу своих двигателей. С тех пор прошло много лет, но ГРЦ по-прежнему не отказывается от своей идеи.

Интересно, что здесь макеевцы на самом деле оказались дальновиднее Маска. Тот долго планировал спасать ракету на парашютах, как приземляются «Союзы», о чем не раз заявлял. Лишь в 2008—2009 годах SpaceX убедилась в том, что в СССР было известно давно: парашюты не обеспечивают достаточно мягкого приземления крупной и сложной техники. Правда, толку от прозорливости макеевцев было мало: денег на ее воплощение в металл они не получили.

В январе 2018 года в очередной раз отметился и наследник «Россиянки» — проект «Корона». Полезная нагрузка у него заявлена в семь тонн, при этом садится на своих двигателях не одна первая ступень, но вся ракета целиком — благо, это одноступенчатая ракета. В принципе это то, к чему стремится и SpaceX, которая хочет сделать и верхние ступени многоразовыми. Казалось бы, вот она, возможность сработать на опережение заокеанских конкурентов.

Но пока дальше эскизного этапа работа не очень движется — на нее не дают финансирования. Кроме того, «Корона» — это очень большой объем действительно новых технологий, в то время как у нас пока хотят догнать и перегнать Маска, как мы помним, так, чтобы это не было «слишком затратно».

Корпус одноступенчатой ракеты, способной выводить в космос семь тонн и садиться после этого на остатках топлива, должен быть рекордно легким — углепластиковым, впервые в практике мирового ракетостроения, которое до сих пор опиралось на металл. К тому же одноступенчатой ракете нужны двигатели, которые хорошо работали бы и в вакууме, и в атмосфере (у обычной ракеты за это отвечают разные по конструкции двигатели второй и первой ступеней). Для создания «универсального жидкостного ракетного двигателя» макеевцы предложили оснастить его не соплом Лаваля, как на всех ракетах мира, а принципиально новым — клиновоздушным соплом. И посадочные «ноги» у «Короны» необычные, на пневматических амортизаторах, для обеспечения мягкой посадки даже на неустойчивую морскую платформу.

В качестве топлива и окислителя предлагается использовать водород и кислород. Это энергетически весьма выгодное сочетание — высокий удельный импульс плюс никакой сажи. Но под него нужна отдельная инфраструктура для сжижения водорода — она была в СССР, но у современной России такой нет.

Мощности для сжижения водорода дорогие и оправдывают себя экономически только при массовых запусках. Это также снижает привлекательность проекта, по крайней мере если мы хотим избежать крупных капиталовложений. К тому же «Корона» не сверхлегкий, а полноценный средний носитель. Поэтому его создание макеевцами оценивается в два миллиарда долларов. Это дешевле Ангары — ее разработка стоила несколько миллиардов долларов, но та создавалась до 2014 года, когда деньги на космос выделяли куда охотнее. Сейчас ситуация в российской экономике совсем иная — есть сомнения в том, что макеевцам дадут эти два миллиарда.

Вся история нашей космонавтики — это история о том, как отечественный конструктор что-то предлагает, госзаказчик говорит: «На Западе этого нет, а там не дураки сидят, значит, это нереально или не нужно», а потом «это» появляется на Западе, и тут наши бросаются догонять. Именно так было с Королевым, в 30-е годы строившим ракеты в личное время. Лишь после зримого успеха «Фау-2» ему дали заниматься ракетами за государственный счет. Так было и с космическими челноками: проект «Спираль» появился в СССР до шаттлов, но ему не давали ходу, пока американцы не сделали свои челноки. Только тогда руководство профинансировало разработку «Бурана», спроектированного по образцу шаттлов и со всеми их недостатками.

Кажется, мы вновь видим эту историю. Проект макеевцев и самый проработанный, и самый инновационный из существующих на сегодня (даже BFR более традиционна в плане технического облика), но мы вряд ли увидим его реализованным.

А чего стоит ожидать?

Сверхлегкий проект с крылатой первой ступенью не может конкурировать с «Фальконами» в цене просто потому, что он сверхлегкий, а «Фальконы» средние и тяжелые. «Корона» не может конкурировать с «Фальконами» потому, что в ней слишком много нового и аналогов этого нового на Западе пока нет, а значит, руководство отечественной космической отрасли, традиционно настроенное консервативно, средств на такую ракету, скорее всего, не даст.

К тому же «Корона» — проект инициативный, то есть за нее болеют ее авторы, но они не стоят в базовом плане развития Роскосмоса. В Федеральной космической программе их финансирование также не предусмотрено (по крайней мере, пока).

Исходя из этого, нетрудно спрогнозировать дальнейшее развитие ситуации в области российских многоразовых ракет. К 2022 году, через несколько лет успешных пусковых кампаний Falcon 9 Block 5, мы можем получить демонстраторы сверхлегкого наследника «Байкала» с крыльями. Но не «Корону». На фоне продолжающегося доминирования «Фальконов» на мировом рынке коммерческих запусков рано или поздно наша страна обратится к копированию их схемы — с посадкой первой ступени ракет хвостом вниз на выдвижные «ноги».