Наступивший 2018 год, как любой другой, обещает быть богатым на события. В эти 365 дней нас ждут пуски космических аппаратов к Луне, Марсу, Меркурию, астероидам и первый снимок черной дыры; квантовые компьютеры наконец-то покажут, на что они способны; поезда станут быстрее, беспилотные автомобили — надежнее; вооруженные современными биотехнологиями медики научатся лечить несколько неизлечимых болезней, а киберспортсмены продолжат обыгрывать ИИ в Dota 2 и Starcraft.

«…а они как ломанулись!»

31 марта 2018 года — дедлайн «частной лунной гонки», она же Google Lunar X Prize: призы достанутся тем командам, которые смогут доставить на спутник Земли луноход. Доставить в сохранности: тот должен будет проехать по лунной поверхности не менее 500 метров и передать на Землю видео и изображения. Само соревнование было анонсировано в 2007 году, изначально в нем зарегистрировались 32 команды, сейчас в осталось пять — те, кто успел купить пассажирский билет на Луну для своего аппарата. Израильтян SpaceIL до Луны подбросят SpaceX, индийцев из Team Indus и японцев Hakuto будет запускать Индийская организация космических исследований. Американцы из Moon Express планируют отправить свой ровер с новозеландской ракетой Rocket Lab (те верят, что успеют обкатать свою технику к этому моменту), примерно в той же позиции и пятый участник, интернациональная команда Synergy Moon, которая обещает уложиться к концу марта, но в довольно размытых формулировках — их луноход будут запускать калифорнийские частники, пока что только однажды выводившие на низкую орбиту CubeSat’ы.

Отдельно от Google Lunar X Prize на Луну собирается немецкая частная компания PTScientists, они уже договорились с сотовым оператором Vodafone, который должен предоставить связь для отправки информации на Землю, а запускаться собираются на Falcon 9.

Наконец, SpaceX обещает отправить двух космических туристов на корабле Dragon 2 вокруг Луны и обратно в конце 2018 года.

Кроме частников до Луны полетят и государственные космические агентства. Так, в марте индийцы собираются запустить «Чандраян-2» — орбитальный аппарат, спускаемый аппарат и ровер для исследования Луны. В конце 2018 года китайцы запускают «Чанъэ-4» — лунную станцию и луноход, которые должны совершить первую в истории посадку на обратную сторону Луны.

Марс, Меркурий и другие планеты

В мае NASA запускает на Марс аппарат InSight. Он прибудет на планету в ноябре и займется геофизическими исследованиями. Ученые планируют, что данные InSight помогут лучше понять внутреннюю структуру и раннюю эволюцию красной планеты.

Марс традиционно пользуется повышенным вниманием публики еще с тех пор, как на нем пытались найти марсиан или хотя бы следы их древней цивилизации. Однако с научной точки зрения другие планеты заслуживают не менее пристального внимания.

В октябре 2018-го Европейское и Японское космические агентства запускают к Меркурию совместную миссию BepiColombo — два орбитальных аппарата, которые будут обращаться вокруг планеты на разных орбитах: более короткой и более длинной.

Летом NASA планирует запустить к Солнцу Parker Solar Probe, который подойдет к звезде на расстояние почти 6 миллионов километров для исследования солнечной короны.

Наконец, в этом году можно ждать новостей от двух космических аппаратов, запущенных к астероидам: OSIRIS-REx долетит до астероида Бенну, а японская «Хаябуса-2» — до астероида Рюгу. После исследований на месте оба аппарата должны еще и вернуться на Землю с образцами собранного грунта. «Хаябусу» ждут обратно в 2020 году, а OSIRIS-REx — в 2023-м.

Летом 2018 года решится судьба «Джуно»: формально по текущему плану космический аппарат должен проработать на орбите Юпитера до июля, и, если с ним все будет в порядке, ученые подадут заявку на продление работы аппарата.

До запуска телескопа «Кеплер» науке были известны считанные экзопланеты. Сейчас их счет идет на десятки, а скоро число известных планет за пределами Солнечной системы будет расти еще быстрее: весной этого года в космос отправится космический телескоп TESS. Принцип его действия такой же, как у «Кеплера», транзитный: телескоп смотрит на звезду и ждет, когда она «мигнет» — это значит, что между телескопом и звездой, возможно, прошла планета. Планируется, что телескоп будет два года наблюдать за 200 тысячами звезд.

Портрет черной дыры

В прошлом году радиоастрономы объединили девять радиотелескопов по всему миру, чтобы разглядеть Стрелец A* — черную дыру, находящуюся в центре нашей Галактики.

Увидеть черную дыру — дело не только не простое, но и не быстрое. С осени исследователи обрабатывали предварительные данные в ожидании последней порции данных, полученных телескопом в Антарктиде. Посылка с жесткими дисками отправилась с Южного полюса в ноябре и 13 декабря наконец-то добралась до обсерватории Массачусетского технологического института, откуда половину данных отправили в Институт астрономии Макса Планка в Германии. В начале 2018 года ученые смогут наконец-то приступить к финальному анализу полного набора данных, а это значит, что в следующем году мы впервые увидим реальные фотографии горизонта событий черной дыры.

Поиски девятой планеты

О предположительном существовании на окраине Солнечной системы планеты в 10 массивнее Земли астроном Майк Браун и астрофизик Константин Батыгин объявили 21 января 2016 года. А осенью в том же году Браун сказал, что рассчитывает найти девятую планету месяцев через 16, то есть в конце этой зимы. Чтобы разглядеть планету, астрономы ведут наблюдения с помощью телескоп «Субару» на Гавайях и исследуют уже существующие снимки той области неба, по которой должна проходить траектория Р9. Впрочем, в охоте на предполагаемую сестру Нептуна и Урана участвуют не только два ее «пророка». Желающих подтвердить (или опровергнуть) тезис Брауна и Батыгина предостаточно. Мы надеемся, что вскоре услышим от кого-нибудь из них итоговый вердикт в тяжбе об окончательной инвентаризации Солнечной системы.

Чух-чух ускоряется

Незадолго до конца прошлого года вакуумный поезд Hyperloop поставил новый рекорд, разогнавшись до 387 км/ч, что составляет примерно треть теоретически возможной скорости в 1200 км/ч.

В новом году от «гиперпетли» можно ждать новых рекордов, однако, даже если дело Илона Маска застопорится, высокоскоростных железных дорог становится все больше. Так, в Англии в этом году начнутся основные работы по постройке высокоскоростной железной дороги HS2. Планируется, что она начнет работать с 2026 года и по ней можно будет путешествовать со скоростью до 400 км/ч.

В Индии в 2017 году начали строить железную дорогу между Мумбаи и Ахмадабадом, по которой в 2022 году можно будет проехаться со скоростью 320 км/ч. А в России завершили проектирование высокоскоростной магистрали Москва — Казань. Предполагается, ездить по ней можно будет уже в 2020 году, а скорость составит до 360 км/ч, то есть из Москвы до Казани можно будет доехать за 3 часа 17 минут вместо нынешних 14 часов.

Сам себе автомобиль

В конце прошлого года Илон Маск пообещал показать, как беспилотный автомобиль Tesla самостоятельно прокатится от Лос-Анджелеса до Нью-Йорка. Однако затем он отложил шоу до начала этого года.

Над созданием беспилотников сейчас не работает только самая ленивая автомобильная или ИТ-компания (например, в прошлом году даже Apple признался, что занимается беспилотниками). В России в этом году в Сколково планируют запустить автобус «Матрешка», а «КамАЗ» собирается протестировать беспилотные грузовики на просторах нашей необъятной родины.

365 дней биотехнологических побед

ВИЧ был открыт в 1983 году, а год спустя секретарь министерства здравоохранения и социальных служб США Маргарет Хеклер сказала, что вакцина от этого заболевания, возможно, будет разработана за пару лет. К сожалению, она сильно ошиблась: исследования продолжаются, но вакцины до сих пор нет. Сложность создания вакцины заключается в том, что вирус постоянно мутирует, а значит, трудно создать такие антитела, которые действовали бы на разные штаммы вируса.

Хорошая новость в том, что в прошлом году группа ученых опубликовала результаты своей работы по созданию такого антитела, которое воздействует сразу на три участка вирусной частицы. Ученые надеются, что, даже несмотря на свою высокую изменчивость, ВИЧ будет уязвим для новой вакцины, первая стадия клинических испытаний которой назначена на конец 2018 года.

Те же надежды мы — вполне традиционно — питаем и по отношению к прогрессу в терапии рака. Тут нам наверняка особенно поможет технология редактирования генома на базе CRISPR-Cas и производные от нее.

В этом году китайские ученые начинают клинические испытания геля для лечения папилломавирусов человека, которые могут приводить к развитию рака. Гель будет вводиться в шейку матки и на месте уничтожать вирусную ДНК, не повреждая здоровые клетки. Впрочем, если отвлечься именно от CRISPR-Cas, то в США продолжаются испытания и других методов редактирования генома, из «докриспровой эпохи». «Цинковые пальцы» и TALEN уже скоро попробуют справиться в организме человека с гемофилией, синдромом Гурлера, болезнью Хантера и другими заболеваниями, вызываемыми поломками генома.

И кстати о гелях: в апреле начнутся испытания мужского гормонального контрацептива. Это гель, который нужно втирать — внезапно! — в плечи и предплечья и который будет действовать в течение 72 часов. Он содержит два гормона: прогестин, от которого падает уровень тестостерона в семенниках и, соответственно, уровень производства спермы, и тестостерон, компенсирующий действие первого гормона.

Демонстрация превосходства

Когда квантовые компьютеры появятся, они будут щелкать недоступные современной вычислительной технике задачи как орехи, в частности, для них не будет проблемой взламывать шифры, которые сегодня считаются устойчивыми и используются для защиты денег на банковском счету, например. Правда, есть одна загвоздка — квантовые компьютеры на все эти подвиги пока не готовы. Мы верим, однако, ситуация изменится, причем уже в этом году: Google обещал продемонстрировать работу компьютера из 49 кубитов и достичь «квантового превосходства» в конце 2017-го, но пока не исполнил своего обещания. А в то же самое время в недрах IBM — если, конечно, верить их же заявлению (это не обязательно), — уже собрали 50-кубитную машину. Тем не менее вопрос о том, чей же именно квантовый компьютер — и самое интересное, какой именно конструкции, — продемонстрирует это самое превосходство, остается открытым. У вас все еще есть время сделать свою ставку!

Люди обыгрывают роботов

На протяжении последних лет не прекращаются новости о том, что компьютеры обыгрывают человека во все мыслимые игры: сдались шахматы, го, покер и многие другие. Однако, как показал прошлый год, у нас еще остался неприступный бастион — современные компьютерные игры. В 2017 году люди сражались с искусственным интеллектом в Dota 2 и StarCraft и, несмотря на отдельные потери (эх, Dendi!), скорее победили. Надеемся, что эта крепость устоит перед ИИ — хотя бы в этом году. Тому есть основания: ИИ компании DeepMind, пообещавшей повторить успех AlphaGo со Starcraft 2, в августе прошлого года пока проигрывал даже обычному, «закодированному» боту.

Екатерина Боровикова

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) получил заказ на изготовление разработанных им ускорителей электронов ЭЛВ-8 для индийской компании Siechem, специализирующейся на производстве кабелей и проводов. Контракт на поставку первых четырех установок уже подписан, его общая сумма около 3 млн долларов. В Индию ускорители будут отравлены двумя партиями: в апреле и ноябре 2018 года. К 2020 году руководство Siechem планирует приобрести ещё шесть таких же установок.

В 2005 году компания Siechem с целью расширения ассортимента и повышения качества изготавливаемых кабелей приобрела первый промышленный ускоритель, произведённый в ИЯФ СО РАН.

«Мы выбрали установки новосибирского института, – комментирует генеральный менеджер компании Siechem Понди Дамодарен (Pondy Damodaren), – потому что проанализировали рынок и сделали вывод, что они входят в число лучших. Даже в Китае, где множество фирм производят собственные ускорители, по-прежнему предпочитают заказывать их у Будкеровского института. Помимо безотказности и долговечности самих устройств, также радует, что специалисты ИЯФ СО РАН всегда помогают нам с обслуживанием установок».

Промышленные ускорители ЭЛВ-8 используются для радиационной модификации различных полимерных материалов, в том числе изоляции проводов и кабелей.

Ускоренные электроны, проникая вглубь вещества, улучшают свойства изоляции – прочность, термостойкость и пр. По облученному кабелю можно пропускать ток в 2-3 раза больше, или для того же тока можно использовать сечение проводника в 2-3 раза меньше. Это позволяет экономить сырьё, из которого изготавливаются провода, а также производить продукцию с лучшими потребительскими свойствами.

– По просьбе наших индийских заказчиков мы увеличили параметры ускорителей, чтобы повысить производительность технологического процесса, – рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, кандидат технических наук Сергей Фадеев.

– Теперь скорость облучения проводов возрастёт на 20%. Если раньше ускоритель ЭЛВ-8 мог облучать до 2 км кабеля малого диаметра в минуту, то теперь производительность сможет возрасти до 2,4 км в минуту благодаря тому, что мы сумели увеличить ток пучка на 20%.

Представьте, какое дополнительное количество кабельной продукции сможет производить единичный ускоритель, с учетом того, что эксплуатируется он непрерывно и круглосуточно.

Помимо улучшенных параметров ускорители ИЯФ СО РАН имеют ещё одно преимущество перед зарубежными аналогами: они гораздо компактнее (высота – 3,5 м, диаметр –1,5 м, в то время как габаритные размеры аналогичных ускорителей вдвое больше). Установки новосибирского производства могут быть размещены в относительно небольших помещениях. Так покупатель экономит на инфраструктуре.

Компания Siechem производит специализированные кабели и провода, предназначенные для использования в различных областях: авиация, флот, атомные электростанции, бытовая техника, электроника, нефтепогружное оборудование и др. Siechem – главный поставщик кабельной продукции для индийского военного и гражданского самолето- и судостроения, а также для производства подвижного состава железных дорог. Помимо этого, компания обслуживает частные индийские фирмы, а также экспортирует продукцию в Европу, Австралию, Азию, Африку, Южную и Северную Америку. Сегодня среди её клиентов такие корпорации, как Ford, Hyundai Motor, Panasonic, Robert Bosch GmbH, Acer и Lenovo. Сегодня Siechem получает ежедневно до 70 заказов на поставку кабельной продукции. Поэтому расширение производства для упрочнения своих позиций на мировом рынке и приобретение новых ускорителей – необходимая мера для дальнейшего развития компании.

Алла Сковородина, руководитель пресс-службы ИЯФ СО РАН

Накануне Нового года Указом Президента Российской Федерации орденом Дружбы за заслуги в развитии науки и многолетнюю добросовестную работу был награжден директор ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» академик РАН Николай Александрович Колчанов.

Колчанов - основатель российской школы биоинформатики и системной компьютерной биологии. Под его руководством разработаны информационно-компьютерные методы для решения задач биоинформатики и системной компьютерной биологии: интеграции, хранения и анализа экспериментальных данных по структурно-функциональной организации молекулярно-генетических систем; анализа и компьютерной аннотации геномных последовательностей, высокоточного распознавания сайтов связывания транскрипционных факторов; предсказания структуры и функции белков, поиска в них функциональных сайтов и фармакологических мишеней. Николаем Александровичем созданы методы реконструкции сложных молекулярно-генетических систем, обеспечивающих функционирование клеток, тканей, органов и организмов как в норме, так и в условиях стрессовых ответов на факторы окружающей среды; анализа и моделирования генных сетей, контролирующих процессы клеточного метаболизма в бактериальных и эукариотических клетках, разработаны методы моделирования морфогенеза растений. Приоритетное значение имеют результаты Н.А. Колчанова по изучению молекулярно-генетических механизмов функционирования и эволюции регуляторных систем организмов, а также молекулярных механизмов мутационного процесса. На основе методов биоинформатики и генной инженерии созданы биосенсорные системы для исследования влияния стрессовых факторов внешней среды на экспрессию генов и функционирование генных сетей бактериальных клеток. Возрастающие объемы геномных данных, полученных с помощью современных технологий секвенирования, потребовали разработки нового программного обеспечения для их анализа, включая задачи анализа геномных данных секвенирования, полученных на основе технологий ChIP-seq.

Академик Колчанов - автор и соавтор более 670 опубликованных работ, включающих статьи в отечественных и зарубежных реферируемых научных журналах, монографии, учебные пособия, авторские свидетельства и патенты.

Работа Николая Александровича по биоинформационному исследованию молекулярных механизмов мутационного процесса генов иммуноглобулинов признана журналом Nature Immunology классической среди 25 работ по данному направлению, опубликованных в мировой печати с 1966 по 2003 год.

Общее количество публикаций, индексируемых в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), – 268, суммарное количество цитирований работ – 3700, индекс Хирша – 25.

С 2003 года Н.А. Колчанов ведет большую педагогическую работу в Новосибирском национальном исследовательском государственном университете: он заведует кафедрой информационной биологии, выпускающей специалистов – биоинформатиков; является профессором кафедр информационной биологии, цитологии и генетики. Н.А. Колчанов - заместитель председателя Диссертационного Совета ИЦиГ СО РАН по защитам кандидатских и докторских диссертаций, является членом Ученого совета Факультета естественных наук НГУ. Под его руководством защищено 17 кандидатских диссертаций.

Н.А. Колчанов принимает активное участие в научно-общественной и научно-организационной работе. Он являлся членом Президиума Совета по науке и образованию при Президенте Российской Федерации в 2016-2017 гг., является членом Совета по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации, членом Совета Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), вице-президентом Центрального Совета Вавиловского общества генетиков и селекционеров (с 2004 г.), членом Комиссии РАН по генно-инженерной деятельности, заместителем председателя Научного совета РАН по генетике и селекции, председателем Научного совета СО РАН по биоинформатике. Н.А. Колчанов – эксперт Минобрнауки РФ. Активную организационную работу Н.А. Колчанов ведет в Федеральном агентстве научных организаций: он член Научно-координационного совета (НКС) ФАНО России, председатель Рабочей группы по поддержке и развитию биоресурсных коллекций секции «Науки о жизни» НКС при ФАНО России.

Николай Александрович является организатором крупнейшей в России международной мультиконференции по биоинформатике регуляции и структуры геномов и системной биологии (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology — BGRS\SB), с 1998 года им было организовано и проведено 10 международных междисциплинарных конференций.

Также он является членом редакционных коллегий ряда отечественных и международных журналов: «Генетика», «Сибирский экологический журнал», «Вавиловский журнал генетики и селекции» (зам. главного редактора), «Наука из первых рук» (член редакционного совета), "Journal of Stress Physiology & Biochemistry", "Mathematical Biology and Bioinformatics".

Специалисты Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е.Н. Мешалкина навсегда избавили пациента от аритмии, выполнив уникальное в мировой хирургической практике вмешательство. Из-за врожденной аномалии кровеносных сосудов больного из Приморского края хирурги впервые в мире при хирургическом лечении нарушения ритма сердца использовали доступ через яремную вену. Вмешательство выполнили с применением инновационной роботизированной системы, не имеющей аналогов в России.

Пациент 60 лет страдал атипичной формой трепетания предсердий. При классическом варианте заболевания очаги патологической электрической активности находятся в правом предсердии, а у пациента волны возбуждения исходили из левого. Трепетание предсердий характеризуется внезапными приступами сердцебиения, которые сопровождаются общей слабостью, снижением физической выносливости.

Специалисты медицинских учреждений Владивостока, к которым пациент обращался по поводу мучавших его одышки и приступов учащенного сердцебиения, отказали мужчине в помощи в связи с тем, что на обследовании выявили врожденную аномалию анатомии крупных кровеносных сосудов.

«В стандартной ситуации хирургическое лечение аритмии (радиочастотную аблацию) выполняют через прокол в бедренной вене. Катетер проводят через нее в нижнюю полую вену, впадающую в правое предсердие, в которую собираются все сосуды нижних конечностей. У пациента крайне редкая врожденная особенность анатомии вен: нижняя полая вена впадает в сердце сверху. Это делает невозможным проведение операции через стандартный доступ», — объясняет заведующий кардиохирургическим отделением нарушений ритма сердца Виталий Викторович Шабанов.

Единственным способом проникновения в левые отделы явился доступ через сосуды, которые впадают в сердце сверху. Но в мировой научной литературе не описано подобных случаев, что связано с высокой технической сложностью процедуры.

«Все кровеносные сосуды в организме впадают друг в друга под определенным углом. У стандартных катетеров, используемых при лечении нарушений ритма сердца в мировой практике, ограничен угол изгиба. Все инструменты предназначены для стандартного доступа, поэтому единственной возможностью было проведение операции с помощью роботизированной системы Stereotaxis Niobe. Благодаря высокой гибкости и подвижности катетера мы сумели достичь необходимые участки сердца», — комментирует ведущий научный сотрудник центра интервенционной кардиологии Александр Борисович Романов.

При чрескожном способе доступ к левому предсердию затруднен из-за особенностей анатомического расположения. Пациенту выполнили пункцию межпредсердной перегородки, что обеспечило прямой доступ к полости левого предсердия. С помощью роботизированной системы специалистам удалось купировать патологические очаги и избавить пациента от аритмии навсегда.

Хирургическое лечение с помощью системы Stereotaxis Niobe является альтернативой для пациентов, которым невозможно провести вмешательство через венозный доступ в паховой области, традиционно используемый при радиочастотной катетерной аблации. Из всех медицинских учреждений России только в Центре Мешалкина активно используют роботизированную систему в хирургической практике.

Дарья Семенюта

Первый опыт изготовления вина из собственного винограда Людмила Шубина (глава КФХ «Сады Шубиной») получила, работая с сортом Зилга. Это сорт прибалтийской селекции, межвидовой гибрид, довольно урожайный, устойчивый к морозам и болезням. В наших краях вызревает прекрасно, хорошо накапливает сахар. Правда, во вкусе присутствует знакомый многим из нас земляничный тон Изабеллы (по-научному – «лабрусковый тон»), доставшийся данному сорту в наследство от американских родителей (Vitis labrusca). У Зилги этот тон ненавязчивый, легкий. К слову, многим женщинам в России нравится «изабелльный» вкус и аромат, хотя строгие ценители вин считают его самым ярким маркером «неблагородного» происхождения. Людмила Николаевна в восторге от этого сорта и от полученного вина, которое с удовольствием выпивается в молодом возрасте (в стиле Nouveau). В принципе, если вы не претендуете на бордосский стиль, если вас не смущают лабрусковые тона (или даже восхищают), можете спокойно заложить на своем участке целую плантацию Зилги, после чего будете радовать и себя, и своих знакомых простым ароматным вином из собственного погреба. Зилга в этом плане не подведет. Проверено.

Но всё же «высший пилотаж» - это, безусловно, знаменитая европейская «классика». Намерение наших энтузиастов испытать в сибирских условиях Каберне Совиньон достойно уважения, но оно же вызывает много вопросов. Отмечу, что для нормального вызревания данного сорта требуется сумма активных температур (САТ) не менее 3200 градусов. Под Новосибирском даже в хороший сезон едва наберется 2200 градусов. Поэтому надо дополнительно набрать не менее тысячи градусов. Еще лучше – полторы тысячи (для оптимальной технической спелости). Каберне Совиньон, отметим, - один из тех сортов, который ни в коем случае не нужно торопить с уборкой. В нормальных винодельческих хозяйствах юга нашей страны его грозди висят чуть ли не до середины октября, не только накапливая дополнительный сахар, но и смягчая жесткость довольно толстой кожицы ягод (профессионалы называют такое дозревание «фенольной спелостью»). Как добиться этого в наших суровых краях?

Людмила Шубина надеется на то, что большие теплицы, активно применяемые в хозяйстве, позволяют создать типично южные условия для созревания даже таких поздних сортов, как Каберне Совиньон. По ее расчетам, в больших теплицах сумма активных температур доходит до 3500 градусов. В экстренных случаях можно применять и тепловые установки.

Опыт выращивания тепличного винограда показал следующее. Если не затягивать с раскрытием кустов после перезимовки, то вегетация виноградной лозы начинается где-то в самых первых числах мая и даже раньше (пленку натягивают уже в первой половине апреля).  Напомню, что на Дону виноград в открытом грунте «стартует» примерно в тех же числах. То есть теплица создает схожие «донские» условия. Таким образом, если весна нас не подведет, то к первому октября мы получим 145-150 дней вегетации. Это весьма прилично. Возможно, для Каберне Совиньон такой продолжительности будет недостаточно и придется рассчитывать на теплый октябрь, тем не менее, шанс довести этот сорт до зрелости есть. Во всяком случае, некоторые ранние сорта в теплицах вызревают уже в июле! Разумеется, работа с Каберне Совиньон осуществляется пока что в экспериментальных целях, и о результатах мы можем предсказывать только в теории. Если вдруг не получится, замечает Людмила Шубина, то что же, как говорится: «не судьба». Придется браться за другие сорта или искать какие-то новые подходы. На то он и эксперимент.

Но если получится, это станет самым грандиозным результатом не просто в истории сибирского виноградарства, но и в истории сибирского садоводства как такового. Однако здесь необходимо учесть два принципиальных момента.

Первый момент касается самих теплиц. Дело в том, что ежегодное натягивание и снятие пленки – процесс довольно трудоемкий. Эта работа в хозяйстве выполняется силами четырех человек. На первый взгляд, не так уж оно и утомительно. Тем не менее, для развития дела желателен постепенный отход от кустарных методов изготовления и обслуживания тепличных сооружений. По большому счету, настала пора  подключать к таким вопросам инженерную мысль. Процесс монтажа и демонтажа пленки стоит упростить настолько, чтобы эта операция осуществлялась силами одного человека. Тогда использование больших теплиц для винограда станет делом не столь хлопотным, а значит – популярным. Лично я за то, чтобы появились отечественные тепличные комплексы, спроектированные именно под вити-культуру: с необременительным и удобным способом установки самой конструкции и устройством покрытия. Думаю, что если наши технари подключатся к этому делу, то обязательно что-нибудь изобретут. Просто пока их никто не озадачивал подобными вопросами. А стоило бы.

Второй момент касается агротехники технических (винных) сортов винограда. Наши любители пока еще в такие тонкости не вдаются, а они очень важны. Специально обращаю внимание на то, что агротехника технических сортов и агротехника столовых сортов имеют четкие различия. Столовые сорта выращивают в «интенсиве» - на крупных формировках, на высоком агрофоне, получая с одного квадратного метра занимаемой площади достаточно большие урожаи. В тепличных условиях с одной «сотки» можно спокойно получить 300 кг плодов (в принципе, можно еще больше, но только вряд ли это нужно ввиду падения качества). Поскольку основная масса столового винограда банально съедается в свежем виде, то огромные плантации выделять для него не обязательно. Например, на своем участке вы в состоянии соорудить теплицу площадью 30 кв. метров, обеспечить ее дополнительным подогревом, и тогда вам будут по плечу практически любые столовые сорта – хоть знаменитый Хусайне Белый (он же – «Дамские пальчики»), хоть Мускат Гамбургский. В такой тепличке вы без каких-то особых хитростей соберете за сезон 60-80 кг спелых гроздей (а больше и не надо).

Другое дело – технические сорта, особенно в том случае, если вы нацелены на очень хорошее вино (а плохое пить не стоит вообще). Высокорентабельные виноградники не только не сулят хорошего вызревания ягод, но дают жиденькое, невыразительное вино. По-народному, «шмурдяк». Полагаю, что при интенсивной агротехнике овчинка выделки не стоит, тем более, если речь заходит о знаменитой европейской «классике». При высоких урожаях она себя никак не проявит. Если подходить к делу по-европейски, то здесь придется жестко нормировать урожайность и уплотнять посадку (уплотнение посадки сдерживает рост лозы и создает условие «конкуренции» кустов за питательные вещества). Это – обязательное условие для качественного виноделия. Коль уж мы говорили про Каберне Совиньон, то уместно будет привести кое-какие цифры по знаменитым хозяйствам Бордо.

Так, в хозяйстве Chateau Haut-Brion плотность посадок составляет 8000 кустов на гектар. Урожайность с одного куста – 0,8 кг (на один куст приходится всего пять гроздей). В хозяйстве Chateau Lafite Rotshschild плотность посадок – 8500 кустов на гектар, урожайность с одного куста – 0,9 кг (шесть гроздей). В хозяйстве Chateau Latour – 10000 кустов на гектар, с одного куста – 0,82 кг. В хозяйстве Chateau Margaux – 11000 кустов на гектар, с одного куста – 0,65 кг (четыре грозди на куст).

В современных винодельческих хозяйствах юга России (например, «Лефкадия») плотность посадок составляет 5000 кустов на гектар (схема посадки – 1 на 2 метра). Средняя урожайность держится на уровне 60-70 центнеров с гектара (примерно, как в Бордо). Я говорю «держится», поскольку урожайность здесь сознательно нормируют, удаляя во время созревания лишние грозди (это так называемый «зеленый сбор»).

Как мы понимаем, указанные нормы урожайности плохо вяжутся с тепличным хозяйством, где традиционно ориентируются именно на высокие урожаи. Людмила Шубина прекрасно осознает данный момент.

«Будем уплотнять посадки и нормировать», - говорит она. Спрашивается, в чем тогда выгода? Коммерческой выгоды, безусловно, здесь нет никакой. Главное, получить моральное удовлетворения от своей работы: изготовить у себя, своими руками, «настоящее» вино из знаменитого сорта, выращенного на своем же участке – в Сибири!

«Нам ведь много и не надо», - поясняет она. Выделить небольшую площадь для получения 10-15 литров вина вполне по силам. Подчеркиваю, испытание Каберне Совиньон не имеет прямого коммерческого интереса. Это делается на чистом энтузиазме. Однако сам этот опыт, вне всяких сомнений, будет иметь большую научную ценность.

Уже сейчас в «Садах Шубиной» происходит переоценка того опыта, что был за долгие годы накоплен сибирскими виноградарями. Многое теперь переосмысливается. Появляются новые идеи и даже маленькие открытия. Так, Людмила Шубина решила полностью отказаться от использования виноградных траншей. Когда-то траншеи считались самым надежным способом защиты виноградной лозы от сибирских морозов. На самом же деле пользы от них не так много, зато очевиден вред – плохое прогревание почвы (а для винограда это принципиально важно) и подпревание кустов из-за проникновения в траншею весенних талых вод. В теплицах, отмечает Людмила Шубина, траншеи нами никогда не использовались, тем не менее, виноград нормально там перезимовывал. При этом подготовка растений к зиме не занимала много времени и не требовала больших трудозатрат. Лозу прижимают к земле, накрывают старой пленкой (для защиты от влаги), а на пленку набрасывают помидорную ботву. Роль теплозащиты выполняет толстый слой снега. «Даже европейские сорта, - отмечает Людмила Шубина, - способны выдержать морозы до минус двадцати двух градусов. Поэтому под большим слоем снега лоза будет чувствовать себя нормально. И ни в какие траншеи ее упаковывать не нужно».

В принципе, уплотнение посадки также является хорошим знаком. В свое время московские виноградари-любители критиковали своих новосибирских коллег за увлечение крупными формировками, которые, судя по всему, никак не благоприятствуют хорошему созреванию винограда и, наверное, затягивают вегетацию. Если углубиться в историю, то продвижение лозы в прохладные регионы Европы было напрямую связано с отказом от «классической» римской агротехники, описанной в трудах Колумеллы. Уплотнение посадок, низкое расположение гроздей было в эпоху средневековья поистине революционным шагом, позволившим продвинуть лозу аж к побережью Балтики.

Сибирский опыт с Каберне Совиньон, я надеюсь, подтолкнет наших энтузиастов к аналогичным революционным решениям. И даже если этому благородному сорту все же не хватит тепла, то новые методы возделывания лозы наверняка можно будет перенести на более ранние сорта, коих достаточно много. 

Олег Носков

Обычно южане скептически относятся к попыткам сибиряков выращивать у себя виноград. Мне неоднократно приходилось общаться с жителями Юга на эту тему, и всякий раз я вынужден был выслушивать сентенции типа того, что виноград, выращиваемый в сибирских, краях, «не настоящий». А уж когда заходит речь о виноделии, то здесь скепсису и иронии нет предела, особенно со стороны знатоков и профессионалов. В принципе, северное виноделие давно уже не экзотика, однако в глазах южан - это всего лишь баловство и бесперспективное занятие, поскольку нормального вина-де в северных условиях получить невозможно. Все примеры на этот счет (в том числе и зарубежные – шведские, канадские, норвежские, польские) оцениваются с нескрываемой иронией.

В этих высказываниях есть, конечно, рациональное зерно. В сибирских условиях, например, вызревают лишь ранние и очень ранние сорта. А вся виноградная «классика», традиционно выращиваемая в теплых странах и задающая эталоны вкуса свежего винограда и планку качества для вина, лишь «краешком» включается в пределы возможностей для сибиряков. Выбор по «классике» для нас совсем невелик, особенно если говорить о приготовлении качественного вина. Сорта, пользующиеся мировой известностью, имеют для нас, сибиряков, слишком длинный цикл вегетации. О них можно только мечтать и… завидовать южанам, способным на своих участках спокойно выращивать Пино Нуар, Шардоне, Мерло, Каберне Совиньон. Для человека, разбирающегося в вине и винограде, эти названия звучат, как священные символы. И пылким сибирским энтузиастам, казалось бы, не остается ничего другого, как найти им достойную замену. Но и здесь не всё так просто.

Надо сказать, что усилиями современных селекционеров за последние десятилетия создана масса самых разных раносозревающих и зимостойких сортов межвидовой селекции (в том числе – и технических). В этом плане выбор у сибирского виноградаря теперь большой. Многие любители сегодня переключаются как раз на новые гибридные сорта. Кто-то вообще связывает с ними большие надежды.

Но значит ли это, что теперь сибирский виноградарь может чувствовать себя, «как на юге»? В принципе, для особо увлеченных энтузиастов открывается широкое поле экспериментов, своего рода - соревнование с южанами. Однако традиция в сфере виноделия – совсем не пустой звук.

И даже самые прекрасные новинки не способны преодолеть предубеждения и охладить желание сделать всё «по-настоящему», то есть воспроизвести «классику» в ее аутентичном виде. Мало того, винные снобы, задающие тон на потребительском рынке, воспринимают гибридные сорта как плебейскую пародию на «благородный» стиль. Одним словом, гибриды – это «не комильфо». А значит, у северян, решившихся на подобную альтернативу, может не оказаться особых моральных стимулов для того, чтобы вкладывать душу в гибридные новинки.

Не забуду разговора на эту тему с одним сотрудником АЗОС ВиВ. Вначале он (как положено) привел «убойные» аргументы в пользу того, что в сибирских условиях из-за нехватки тепла приличного вина получить нельзя ни при каких стараниях. Когда я сослался на то, что у нас нормально вызревает Кристалл (устойчивый ранний сорт межвидовой селекции), мой собеседник отреагировал замечанием насчет того, что Кристалл – это никак не Совиньон, а значит ждать от него хороших результатов просто смешно. Хорошие результаты, по мнению моего собеседника, может дать только «классика», а все эти гибридные новинки годятся разве что на третьеразрядную бормотуху.

По-хорошему, окончательный вердикт по данному вопросу должна вынести наука, точнее – научно-исследовательские организации, занимающиеся выведением и испытанием устойчивых гибридных сортов и дегустацией полученных из них вин. Однако ученые не могут залезть в головы потребителей и поменять их вкусы и приоритеты. Серьезные виноделы-производители в любом случае работают с «классикой». Во всяком случае, из гибридов (как бы их ни расхваливали оригинаторы) до сих пор не создано ни одной престижной марки. Мало того, сотрудники учреждений, занимающихся межвидовой селекцией, иной раз высказываются достаточно двусмысленно, позиционируя новые устойчивые сорта как некое подобие (более или менее удачное) всё той же «классики». Но, как мы понимаем, копия вряд ли будет воодушевлять нас точно так же, как оригинал.

Поэтому наши сибирские виноградари-энтузиасты стоят перед непростым выбором – либо испытывать гибридные новинки, выявляя их потенциал, либо приспосабливать к своим условиям «классику». Для энтузиаста интересны оба пути, однако, на мой взгляд, первый путь может растянуться на века и увести в бесконечные поиски с непонятным финалом. Как-никак, «классика» уже проверена временем, и работа с ней дает дополнительные моральные стимулы. Здесь вам и соприкосновение с европейской историей, и чувство сопричастности с великими винодельческими хозяйствами мира, а равно и ощущение некой принадлежности к «аристократическому клубу» истинных ценителей вина.

Если тщательно покопаться в любительских коллекциях сибирских виноградарей, то можно найти небольшое количество европейских сортов, претендующих на знаменитость.Так, сибирские виноградари «старой школы» выращивали Шаслу – всемирно известный старинный сорт винограда. И хотя французы считают его малопригодным для качественного виноделия, в Швейцарии он является ведущим сортом, из которого изготавливают, например, хорошо известное белое вино «Фендан». Есть в коллекциях и такой сорт, как Черный сладкий – выведенный Мичуриным зимостойкий сеянец «благородного» Пино Нуар. Собственно, Пино Нуар также можно найти в сибирских коллекциях (возможно, у нас он представлен рано созревающим клоном).

У алтайских виноградарей, я полагаю, где-то сохранился французский сорт Дюриф, который когда-то был в посадках бийского виноградаря-энтузиаста и селекционера-любителя Ростислава Шарова. На Алтай этот сорт попал, скорее всего, из советской Молдавии. Удивительно то, что он каким-то образом вызревает в местных условиях, несмотря на свою «официальную» принадлежность к сортам средне-позднего срока созревания. Дюриф распространен в США и в Австралии, где из него изготавливают довольно простые, но всё же неплохие красные вина (в Америке он больше известен под названием Пти-Сира). Несколько лет назад алтайские виноградари получили в свое распоряжение такие известные в Германии сорта, как Дорнфельдер и Мюллерребе (он же Шварцрислинг и он же Пино Менье). Сам по себе данный факт - очень хорошее событие для сибирского виноградарства, свидетельствующее о серьезном отношении к делу. Наконец, один виноградарь-любитель из Барнаула выращивает на своем участке сорт Шардоне, который, по некоторой информации, у него нормально вызревает.

Недавно я с большим интересом узнал, что в крестьянско-фермерском хозяйстве «Сады Шубиной», расположенном недалеко от Новосибирска, собираются выращивать самую настоящую (я бы сказал – престижную) виноградную «классику».

По словам главы хозяйства – Людмилы Шубиной, из Крыма были привезены саженцы таких сортов, как Каберне Совиньон (!), Саперави, Победа и Мускат Гамбургский. Первые два сорта в представлении совсем не нуждаются, поскольку на слуху у ценителей вина. Вторые – высококачественные столовые сорта, в каком-то смысле – эталонные с точки зрения вкусовых качеств (особенно Мускат Гамбургский).

Внимание наших фермеров к Каберне Совиньон меня заинтриговало особо, поскольку названное хозяйство до сего дня занималось исключительно столовыми сортами, в основном - раннеспелыми. А Каберне Совиньон – это не просто классика, это – легенда мирового виноделия! Правда, даже в теплых странах не везде есть подходящие места, где он мог бы нормально вызревать. Что уж говорить о Сибири? Именно это и вызвало изумление. Однако Людмила Шубина занялась этим сортом отнюдь не из праздного любопытства. «Хотим делать для себя хорошее вино», - четко объяснила она свой выбор. Что ни говори, но планка здесь выставлена так высоко, что выше уже просто некуда. Но какими способами ее достигнуть, на что надеются наши энтузиасты?

Окончание следует

Олег Носков

Наглядная демонстрация российской разработки жидкостного дыхания всколыхнула интернет и соцсети. Часть аудитории возмущается негуманным «утоплением» таксы, а другая часть считает, что публику обманули, выдав кратковременное погружение на задержке дыхания за несуществующую технологию. Но на самом деле жидкостное дыхание — реальная разработка. «Чердак» поговорил с научным руководителем советского проекта и главным российским разработчиком системы самостоятельного жидкостного дыхания Андреем Филиппенко.

— Как и когда начались исследования в области жидкостного дыхания?

— Исторически интерес возник еще в начале ХХ века. Тогда медики использовали солевой раствор, чтобы понять, насколько растяжимы легкие человека. Сегодня наполнение легких физиологическим раствором изучают студенты в курсе медицины. Но, конечно, это имеет мало отношения к жидкостному дыханию. По-настоящему все началось с 1962 года, когда Иоганн Килстра и его коллеги из Лейденского университета и голландского военно-морского флота опубликовали в журнале ASAIO (American Society of Artificial Internal Organs) Journal знаменитую статью «Мыши как рыбы» (Of mice as fish). В их эксперименте мыши, погруженные в буферный солевой раствор, дышали на протяжении 18 часов, извлекая кислород из жидкости с помощью легких. Правда, тут есть одна важная деталь. Вода при обычном атмосферном давлении и нормальной температуре способна растворить около 3% кислорода по объему, и этого хватает рыбам, но не млекопитающим, которые привыкли к содержанию кислорода около 20% (то есть парциальное давление кислорода составляет 0,2 атм). Мыши находились под давлением в восемь атмосфер, поэтому кислорода им вполне хватало (при большем давлении можно даже не полностью насыщать раствор кислородом). Правда, возврат обратно к дыханию воздухом оказался проблемой — мыши при этом гибли, но именно эта работа дала серьезный толчок научным исследованиям в этой области.

— Удалось потом установить, почему гибли животные при переходе обратно к дыханию газом?

— Основная причина в том, что солевой раствор, даже насыщенный кислородом до нужного уровня под большим давлением, не подходит для долговременного дыхания млекопитающих. Через легкие раствор попадает в сосудистое русло и в кровь, что приводит к гиперволемии — избыточному объему крови и плазмы, а это увеличение нагрузки на сердечно-сосудистую и на множество других систем организма. Кроме того, солевой раствор имеет еще одно крайне неприятное действие. Наши легкие внутри состоят из огромного количества альвеол — микроскопических, в доли миллиметра, структур в форме пузырьков, насыщенных капиллярами. Альвеолы имеют огромную поверхность, и, чтобы они не слипались между собой при выдохе, их покрывает слой поверхностно-активного комплекса белков и фосфолипидов — сурфактанта. Так вот, солевой раствор этот слой смывает! В результате мало откачать солевой раствор — нужно еще восстановить слой сурфактантов и расправить легкие, это отдельные реанимационные мероприятия.

Поэтому те, кто говорит: «Дышать солевым раствором нельзя — он смывает сурфактанты!» — в общем-то, совершенно правы. Но вот только в нашей системе жидкостного дыхания солевой раствор не используется.

— А как вы сами занялись жидкостным дыханием?

— Я узнал об этом направлении в 1960-х, когда моему отцу, офицеру ВМФ и сотруднику НИИ ВМФ (где в том числе занимались и вопросами подводного флота), предложили дать рецензию на эту идею. Тема была одобрена, и позднее в новосибирском Академгородке я видел мышей, которые дышали солевым раствором. А в 1966 году появилась еще одна историческая статья — «Выживание млекопитающих, дышащих органической жидкостью, насыщенной кислородом при атмосферном давлении» (Survival of Mammals Breathing Organic Liquids Equilibrated with Oxygen at Atmospheric Pressure). В статье американский биохимик и врач Лиланд Кларк показал, что млекопитающие — мыши и кошки — способны длительное время дышать фторуглеродными жидкостями при атмосферном давлении. Можно сказать, что эта статья положила начало всем современным исследованиям, в которых для жидкостного дыхания используются перфторуглероды — углеводороды, в которых все атомы водорода замещены на атомы фтора. Некоторые из таких соединений обладают очень важным свойством — они имеют аномально высокую способность растворять газы, такие как кислород и диоксид углерода. А это как раз одно из основных свойств, которые необходимы для реализации жидкостного дыхания.

— То есть при использовании перфторуглеродов проблем с жидкостным дыханием и с возвращением к газовому дыханию нет?

— Конечно же, есть. Тот же Кларк экспериментировал с силиконовым маслом, которое также растворяет кислород и углекислый газ, но все такие мыши и кошки погибли после возвращения к газовому дыханию. А вот те, которые дышали перфторуглеродом, выживали, хотя и с различными повреждениями легких и осложнениями типа пневмонии. С перфторуглеродами есть свои проблемы. Одна из них — это примеси, которые как раз могут быть причиной многих крайне неприятных эффектов. Другие — это высокие (по сравнению с газами) плотность и вязкость, которые могут затруднять процесс самостоятельного дыхания — все же легкие не рассчитаны на подобную долговременную нагрузку. В первых экспериментах вообще считалось, что самостоятельное дыхание животных больше 20-30 минут невозможно и требуется искусственная механическая вентиляция, то есть жидкость требуется прокачивать сквозь легкие каким-то насосом. Я с этим не вполне согласен, но это, конечно, зависит от контекста: в некоторых ситуациях действительно требуется искусственная вентиляция легких, а в других все же возможно самостоятельное дыхание.

— Например, в каких?

— Например, в спасательных аппаратах для подводников. Спасение с глубины сотен метров длится 15-20 минут, это время человек может дышать самостоятельно. Стимулом к началу этих работ стал инцидент с подводной лодкой К-429, которая затонула в 1983 году на Дальнем Востоке. Погибло 16 подводников, и результатом этого стало повышенное внимание ЦК и поручение ученым разработать методы спасения подводников при авариях подлодок. Я в это время уже работал в 40-м НИИ аварийно-спасательного дела, водолазных и глубоководных работ МО СССР в Ломоносове, где занимался перфторуглеродами в качестве кровезаменителей (сейчас из таких соединений наиболее известен «Перфторан», разработанный в Институте биофизики АН СССР) для борьбы с декомпрессионной болезнью. Эти препараты представляют собой эмульсию 10-20% перфторуглеродов в солевом растворе и повышают газотранспортные функции крови. Но прогресс был очень небольшой: сколько бы мы ни переливали перфторуглероды в кровь, как бы они хорошо ни растворяли пузырьки газов, они не могли существенно решить проблему. Поэтому была предложена альтернатива полностью избежать декомпрессионной болезни, используя жидкостное дыхание — перфторуглероды способны растворять кислород в 20 раз лучше, чем вода (до 50% по объему). Это означает, что даже при нормальном давлении теоретически уже можно дышать.

— Но ведь кроме кислорода нужно еще выводить углекислый газ?

— В перфторуглеродах углекислый газ растворяется еще лучше, чем кислород, — 150-200%. Так что остается только его связать. Это можно сделать с помощью химических веществ типа щелочей (или некоторых других), как это реализовано в дыхательных аппаратах с замкнутым циклом дыхания. Так что эта проблема, в общем-то, чисто технической реализации.

— Так в 1980-х в итоге появилась идея системы жидкостного дыхания?

— Ну, это примерно как сказать в 1960-х про пилотируемую космическую программу: «Так Гагарин полетел в космос». Я был инициатором работ по жидкостному дыханию, ну, а поскольку инициатива, как известно, наказуема, мне пришлось стать и исполнителем. Когда мы стали экспериментировать с собаками, оказалось, что они самостоятельно способны дышать до получаса, но не дольше (за рубежом были примерно такие же результаты). Оказалось, что мы еще недостаточно хорошо представляли себе процесс дыхания. По тем теориям дыхания, которые существовали в то время, с учетом мощности дыхательных мышц и их утомляемости получалось, что длительное жидкостное дыхание невозможно. Но к этому времени появился принцип высокочастотной вентиляции легких, то есть небольшие объемы с высокой частотой — не единицы или десятки вдохов-выдохов в минуту, а сотни. Этот принцип, кстати, тоже противоречил теориям, но работал! При этом высокочастотная вентиляция требует гораздо меньших усилий, но даже с помощью очень небольшого дыхательного объема все же может обеспечить необходимый газообмен. Наши представления и наши знания о дыхании были несовершенны, и гидродинамические модели и расчеты жидкостного дыхания не соответствовали тому, что я видел в опытах на животных. Кроме того, мы предприняли серьезные усилия по дополнительной очистке жидкости (это был в основном перфтордекалин), и таким методом удалось достичь весьма значительных результатов: собаки дышали самостоятельно, успешно выживали после возврата к газовому дыханию, некоторые жили после этого долгие годы (в 40-м НИИ у нас была собака, прожившая после погружения более 10 лет) и давали здоровое потомство. Если придерживаться нашей методики, собаки выживают и живут после этого долго и ничем не отличаются от других собак. Разве что только тем, что к ним проявляют повышенное внимание.

— А как же смывание сурфактанта и расправление легких?

— Еще раз подчеркну: для жидкостного дыхания мы использовали не солевой раствор и даже не «Перфторан», который представляет собой эмульсию и благодаря наличию эмульгатора еще лучше смывает сурфактант. Для дыхания мы использовали перфторуглероды, которые не взаимодействуют с сурфактантами, не растворяют их и не смывают. Поэтому специальных реанимационных мероприятий по расправлению легких не требовалось.

— Как же выглядит система жидкостного дыхания в вашем варианте?

— Ну вот представим себе подлодку на грунте на глубине 600 метров. Если спасение происходит самым современным на сегодняшний день, но обычным методом, то есть быстрая компрессия в спасательном люке и потом выход и всплытие «на выдохе», то примерно половина подводников погибает от декомпрессионной болезни. И каждая минута на поверхности до помещения в барокамеру увеличивает эту вероятность. Метод жидкостного дыхания предусматривает другой алгоритм действий. Подводник должен быть хорошо обучен, и физически, и психологически готов к нему. Итак, подготовленный человек заходит в спасательный люк. На нем резиновый раздувающийся гидрокомбинезон, который способен сверху создать достаточно большой объем, — баллон, который сможет его вытащить на поверхность (это, кстати, проблема: чем глубже, тем большее нужно давление, чтобы его надуть). Включение в аппарат начинается с того, что нам нужно подавить кашель, — ингаляционным способом вводится специальное вещество в дозе, необходимой для конкретного человека. Это может быть внешний ингалятор или встроенный в аппарат. Человек всего лишь должен не кашлять, не должно быть смыкания голосовой щели (есть еще один, более сложный вариант — с постановкой ингаляционной трубки). Человек должен быть в этот момент спокоен, не должен паниковать. После этого начинаем заливать фторуглеродную жидкость, насыщенную кислородом, и после того, как легкие заполнятся, делаем компрессию — заливаем отсек водой и выравниваем давление. Потом открываем внешний люк и баллон тянет человека наверх. При таком всплытии изменения объема легких не происходит и насыщения тканей организма азотом тоже, то есть, вообще нет никакой декомпрессионной болезни. Там, конечно, есть много проблем. Например, переохлаждение и дыхание холодной жидкостью (хотя в аппарате предусмотрен подогрев) могут привести к пневмонии. Но дело в том, что на поверхности мы умеем лечить пневмонию, а вот если подводник останется на дне, мы ничем не сможем ему помочь.

— Что же дальше?

— Сейчас мы подошли к тому, чтобы перейти к экспериментам на человеке. Техника за 30 лет ушла далеко вперед, появилось большое количество технологий, которые сильно облегчают исследования.

Скажем, малогабаритные и очень информативные системы мониторинга различных медицинских показателей. С их помощью можно очень много узнать о жидкостном дыхании человека, достаточно быстро довести систему до рабочей эксплуатации — и спасти множество жизней, и сильно продвинуть науку.

— Существуют ли для жидкостного дыхания принципиальные ограничения на глубину?

— Изначально нам поставили задачу спасения с глубины 350 м, обеспечив дыхание на протяжении 15 минут. Это достаточно реальная задача, сильно повышающая шансы выжить для терпящих бедствие подводников. В итоге мы «погружали» собак в барокамере до 700 м и успешно «спасали» их, вдвое превысив заданную глубину. А в 2015 году мы провели морские испытания системы на собаках на Черном море, правда, на небольшой глубине в 15 м, но зато в совершенно реальной обстановке (собака нормально дышала головой вниз и на глубине, и потом на поверхности, хотя и сильно переохладилась за время жидкостного дыхания).

Джеймс Кэмерон в фильме «Бездна» 1989 года показал глубоководный скафандр с системой жидкостного дыхания, но, как вы понимаете, он это не сам придумал: к этому времени у нас собаки «погружались» в барокамерах и дышали самостоятельно. За рубежом, кстати, такого делать в то время не умели — только с искусственной вентиляцией легких. А в фильме главный герой дышит самостоятельно!

Для использования такой системы в качестве глубоководного рабочего скафандра нужно решить много технических проблем, в частности с запасом кислорода, с подогревом, с сервопомощью дыханию, а также неприятными эффектами типа нервного синдрома высоких давлений (НСВД) — помните, в фильме Кэмерона у главного отрицательного героя был тремор и нервный срыв? Но на самом деле НСВД, возможно, связан именно с дыханием газами, а не воздействием давления. В зарубежных экспериментах мыши погружались на глубину более 2 км, и никакого НСВД у них не наблюдалось. В любом случае, эта область науки пока недостаточно изучена, чтобы можно было делать выводы, но я лично считаю, что мы сможем противодействовать НСВД тем или иным образом (скажем, введением каких-либо лекарственных препаратов или небольшого количества газов типа азота в дыхательную жидкость). Других принципиальных ограничений на глубину работы системы я не вижу. Было бы интересно сделать скафандр, в котором можно погрузиться в Марианскую впадину. Кстати, ко мне уже есть такой запрос…

Дмитрий Мамонтов

Как и в прошлые годы, мы предлагаем вашему вниманию нашу версию перечня важных научных событий уходящего 2016-го. Как обычно, мы не собираемся конкурировать с главными мировыми и отечественными рейтингами (например от Science) или стараться «объять необъятное», включив в список все достойные открытия, изобретения, работы и проекты. Напомним главные критерии отбора – из всего многообразия достойнейших научных результатов уходящего года мы выбираем те, что

А) вызвали интерес со стороны СМИ;

Б) имеют отношение к Академгородку и работающим в нем научным институтам.

Да и места в нашем рейтинге отражают чаще «хронологию» событий, а вовсе не их сравнительное значение.

1. Юбилеи СО РАН и ряда старейших институтов Академгородка – под знаком этого праздника прошла практически вся первая половина уходящего года. Этой теме был посвящен и ряд материалов на нашем портале. Например, этот и этот.

2. А еще в уходящем году генетики со всего мира отметили 100-летие со дня рождения академика Д.К. Беляева. К этому событию была приурочена специальная конференция – «Беляевские чтения»  и открытие памятника Ученому и его дружелюбной лисе.

3. Третья позиция в нашем рейтинге - выборы нового руководства Российской Академии наук и ее Сибирского отделения, которые начались (не по вине академического сообщества) «фальстартом» весной и успешно завершились лишь осенью, оказывая тем самым влияние на события большей части года. Академию Наук возглавил директор нижегородского Института прикладной физики РАН академик Александр Сергеев, а председателем СО РАН стал академик Валентин Пармон, научный руководитель Института  катализа им. Г.К. Борескова СО РАН.

4. Образование крупнейшего в России научного учреждения, занимающегося всем спектром генетических исследований – ФИЦ ИЦиГ СО РАН, способным реализовывать масштабные проекты полного цикла. Один из первых подобных примеров – российско-китайский картофельный проект, реализация которого началась посадкой первых гектаров картофеля весной в Черепановском районе, а в ближайшие годы должна привести, в частности, к появлению в Сибири Селекционно-семеноводческого центра, оснащенного самым современным оборудованием.

5. Наши физики активно участвовали в дополнении картины мира новыми штрихами: в апреле эксперименты международной коллаборации  LHCb, в которую входят ученые Института ядерной физики СО и НГУ, показали серьезные отклонения в поведении некоторых элементарных частиц от предсказаний Стандартной модели. А осенью Нобелевскую премию по физике вручили коллективу ученых (среди которых также есть наши соотечественники, в том числе – выпускники НГУ), экспериментально же доказавших ряд положений теории относительности Эйнштейна. Подчеркнем, все эти результаты потенциально вносят серьезные изменения в фундаментальную картину мира.

6. В начале лета ученые ФИЦ ИЦиГ СО РАН в статье, опубликованной журналом Scientific Reports, сообщили, что им удалось решить одну из самых значимых проблем: накопление ошибок в генетическом материале в ходе деления стволовых клеток. Это открывает новые заманчивые перспективы перед регенеративной медициной.

7. А в конце лета стало известно, что страны, подписавшие Стокгольмскую конвенцию, выбрали новосибирский НИОХ СО РАН в качестве координационного центра, занимающегося мониторингом ее действия на территории России и государств Центральной Азии. Иначе говоря, новосибирские химики будут курировать работу по решению одной из самых сложных экономических проблем современности в нашем макрорегионе.

8. Продолжим экологическую тематику -  в этом году работы новосибирских ученых неоднократно были отмечены различными премиями и дипломами. В их числе – создание первого в России полностью биоразлагаемого полимера, который может использоваться в производстве упаковки учеными Института катализа СО РАН.

9. Группа ученых ФИЦ ИЦиГ СО РАН впервые в мире провела исследование полногеномных данных по влиянию ауксина на активность клеток растений -  в результате, помимо десяти установленных процессов, в которых задействован этот «гормон роста», науке стало известно еще о 139 последовательностях в промоторах ДНК растений, связанных с ним. Сейчас учеными по всему миру идет детальное изучение вновь выявленных изменений активности генов в ответ на ауксин.

10. В течение года ученые Академгородка работают не только в лабораториях, но и далеко за их пределами. Среди экспедиций уходящего года хотелось бы выделить «Лену-2017», проходившую на базе самой современной научной полярной станции в России — НИС «Остров Самойловский».

11. Сотрудники ИЯФ отметились не только теоретическими результатами, но и рядом достижений в области создания уникальных научных установок. Так, за несколько дней до Нового года  в присутствии журналистов, руководства области и города была запущена уникальная плазменная ловушка СМОЛА (Спиральная Магнитная Открытая ЛовушкА). Она позволит осуществить проверку принципиально новой концепции улучшенного удержания термоядерной плазмы в линейных магнитных системах.

12. Каждый год наши ученые публикуют сотни статей, выходят десятки книг. Трудно не потеряться во всем этом изобилии. Для примера, порекомендуем вам пару книжных новинок 2017 года, включив их в заключительный пункт нашего рейтинга. Первая, написанная в соавторстве соратницей академика Беляева Людмилой Николаевной Трут и американским журналистом Ли Дугаткиным – «How to tame a fox» («Как приручить лису»), - является единственной на сегодня полноценной книгой, посвященной целиком его «эксперименту века» по одомашниванию лисы. Вторая – монография академика Николая Петровича Гончарова, посвященной жизни и работе академика Н.И. Вавилова. Это тоже своего рода уникальное издание: автор выстроил свое исследование, с использованием современных знаний и новых архивных материалов о Н.И. Вавилове. При этом он не ограничился рассмотрением биографии и научных трудов ученого, добавив к ним исследование всех направлений научной и организаторской деятельности Вавилова.

Редакция портала «Академгородок»

В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН состоялся торжественный запуск Спиральной магнитной открытой ловушки (СМОЛА). Если запланированные на ней эксперименты пройдут успешно, она приблизит нас к термоядерной энергетике и созданию плазменных двигателей для космоса.

Как сообщают учёные, СМОЛА позволит осуществить проверку принципиально новой концепции улучшенного удержания термоядерной плазмы в линейных магнитных системах. Успешная реализация предлагаемой экспериментальной программы откроет возможности использовать этот принцип в проекте разрабатываемой в ИЯФ СО РАН газодинамической магнитной ловушки (ГДМЛ), создание которой станет крупным шагом на пути к экологически привлекательному термоядерному реактору, в том числе без использования трития в качестве топлива.

«Надо сказать, что эта установка — красивая быстрая реализация новой идеи физики удержания плазмы с высокими параметрами, необходимыми для обеспечения управляемого термоядерного синтеза. В СМОЛА есть и другие возможные приложения. Эта физика нового подхода будет изучаться в ближайшие два года, и отсюда мы получим выходы на совершенно новые плазменные технологии в области термоядерного синтеза и плазменных двигателей для космоса», — сказал директор ИЯФ СО РАН академик Павел Владимирович Логачев.

Установка была создана при поддержке Российского научного фонда.

«На самом мы деле хотим проверить два независимых принципа уменьшения продольных потерь из магнитных ловушек. Это ловушка с винтовым магнитным полем — некая вращающаяся «мясорубка», которая движет протоны в разные стороны», — отметил заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе доктор физико-математических наук Александр Александрович Иванов.

«Частицы плазмы стремятся вылететь из этой «мясорубки», но если мы будем крутить ручку в обратном направлении, то они будут двигаться назад, таким образом плазма останется в ловушке», — объясняет старший научный сотрудник кандидат физико-математических наук ИЯФ СО РАН Антон Вячеславович Судников.

По предварительным оценкам, подобные принципы позволят уменьшить потери плазмы в 20-100 раз.

«Открытая ловушка ИЯФ СО РАН наиболее перспективна с точки зрения реализации термоядерной электростанции. Фактически учёные ИЯФ СО РАН — это первооткрыватели, которые идут по своей дороге, по той, который никто не ходил», — прокомментировал событие мэр Новосибирска Анатолий Евгеньевич Локоть.

«Очень важно, чтобы такая перспективная наука развивалась, нужно, чтобы присутствовала не только генерация идей, но и возможность очень быстрой их реализации. В этой ситуации Институт ядерной физики просто уникален, потому что он один из немногих в Сибирском отделении, кто может совершать такие большие прорывы. Если значимый результат есть, то подключаются и государственные источники финансирования и международные, но сначала нужно его показать», — сказал председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон.

Интервью с заведующим лабораторией геологии кайнозоя, палеоклиматологии и минералогических индикаторов климата ИГМ им. В.С. Соболева СО РАН профессором Владимиром Зыкиным.

- Владимир Сергеевич, глобальное потепление является уже признанным фактом, поскольку рост среднегодовой температуры отмечается уже не одно десятилетие. С этим трудно спорить. Однако, как мы знаем, до сих пор нет приемлемой теоретической модели, которая бы удовлетворительно объясняла данный процесс. Отсюда – огромное количество всевозможных спекуляций. В частности, некоторые ученые утверждают, будто процесс потепления вскоре остановится, а дальше начнется похолодание. Насколько, на Ваш взгляд, обоснованы такие утверждения?

– Знаете, этого «похолодания» некоторые ждут уже давно, и постоянно его предсказывают.  О нем говорят всё время. Если случается холодная зима или холодное лето, то сразу начинаются разговоры о глобальном похолодании. А если лето жаркое или зима – слишком теплая, то тут же начинают говорить о глобальном потеплении. Но это не имеет к науке никакого отношения. Эти разговоры – на уровне наших ощущений, не более того. Здесь не надо путать погодные явления с климатом. Когда речь идет о климате, то используются усредненные данные. Причем, рассматривается интервал в тридцать лет, не менее.

– Но ведь заявления о скором глобальном похолодании делаются от имени науки. Как к этому относиться?

– Да, об этом заявляют и некоторые ученые. По их мнению, сейчас должно начаться глобальное похолодание, которое продлится более тридцати лет или больше. Некоторые ученые ссылаются на наблюдения за солнцем. Считается, что активность солнца теперь идет на спад.

Но дело в том, что предсказать «работу» солнца мы не можем с такой точностью. Есть разные циклы солнечной активности. Но они все квазипериодические. Скажем, продолжительность наиболее известного 11-летнего цикла непостоянна. Интервал времени, в течение которого происходит смена максимумов, составляет от 7,3 до 17,1 лет, а смена минимумов происходит за 9-13,6 лет.

Есть ученые, которые связывают похолодание с опреснением Северной Атлантики и ослаблением Гольфстрима.

– Существуют ли какие-то реальные признаки начавшегося похолодания?

– Начну с того, что прошедший 2016 год, несмотря на раннее начало зимы в Сибири, признан самым теплым за всю историю метеонаблюдений. Поэтому говорить о моментальном похолодании невозможно. Климатическая система обладает определенной инерционностью. В природе климатические процессы не происходят с такой скоростью. Причем, перед этим целый ряд лет тоже выделялся рекордно высокими средними температурами. Все эти данные открытые, они публикуются. Думаю, что нынешний год в планетарном масштабе тоже окажется не очень холодным.

– Как тогда относиться к разным предсказаниям?

– Понимаете, климатическая система является самой подвижной. Она самая сложная, с большим количеством прямых и обратных внутренних связей. Поэтому до сих пор ученые не могут построить нормальную модель. Не потому, что ученые у нас плохие, а потому, что сама система очень сложная. Её, на самом деле, невероятно трудно предсказать.

– Как же тогда прогнозировать общую тенденцию? Почему у Вас нет уверенности в том, что наступает глобальное похолодание?

– Просто нужно принимать во внимания еще и другие принципиально важные факторы. Например, в прошлом году на планете концентрация углекислого газа, являющегося основным парниковым газом, зафиксирована на уровне четырехсот ppm. В 1958 году, когда впервые начали измерять его количество в атмосфере, она составляла триста пятнадцать ppm. Расчетный доиндустриальный уровень принимается в двести восемьдесят ppm. То есть концентрация углекислого газа все время растет, и влияние парникового эффекта на приземную температуру воздуха увеличивается. И этот параметр необходимо учитывать.

– Получается, что парниковый эффект нарастает?

– Да, нарастает. Поэтому, даже если солнечные факторы начнут действовать в обратную сторону, парниковый эффект всё равно будет оказывать влияние на климат и тормозить процессы похолодания.

Но в любом случае необходимо понимать, что основные факторы, оказывающие влияние на глобальное изменение климата, до сих пор не выявлены с полной отчетливостью. Мы точно так же плохо понимаем, чем на самом деле вызвано глобальное потепление. 

Если брать геологические записи, то рост температуры на планете в ледниково-межледниковом цикле опережает рост парниковых газов – примерно на 800±200 лет.

– Есть ли, в таком случае, смысл в борьбе с глобальным потеплением, если причины его не совсем понятны?

– Действительно, высказываются даже такие предложения: для торможения процесса глобального потепления надо распылять в атмосфере соединениями серы. Но это может привести к непредвиденным последствиям. Лично я не вижу в этом смысла. Во всяком случае, для России борьба с глобальным потеплением не так актуальна, как, например, для стран Ближнего Востока. Россия является самой холодной страной в мире. Среднегодовая температура составляет у нас -5,5 градуса Цельсия, поэтому нашей стране рост температур в чем-то даже полезен. Но последствия глобального потепления еще недостаточно изучены.

– Как обстоят дела с площадью арктических льдов? Сейчас указывают на то, что она начинает восстанавливаться?

– Площадь арктических льдов является одним из важнейших индикаторов изменений климата. Она испытывает значительные сезонные и межгодовые колебания. После 2005 г. летняя площадь арктических льдов сократилась от 7-8 млн квадратных км (в 1980-е годы прошлого века)  до 4,5-5 млн квадратных км. В 2012 г. было зафиксировано рекордно низкое значение площади морского летнего льда в Арктике – 3,41 млн кв. км. Но когда его площадь увеличилась в 2013 г. до 4,8 млн кв. км, вновь заговорили о глобальном похолодании. В этом году его площадь составила 4,6 млн кв. км, т.е. гораздо меньше, чем в любой год до 2007 г.

Таким образом, общая тенденция в пределах последнего десятилетия направлена в сторону уменьшения площади арктического льда, что отражает повышение температуры приземного слоя воздуха.

– В общем, прогнозы относительно начавшегося похолодания не стоит рассматривать как окончательную истину?

– Разумеется, нет. В природе вообще ничего так быстро происходить не может. А, кроме того, на текущий момент необходимо принимать как минимум два принципиально важных фактора, которые я уже называл. Во-первых, прошлый год был признан самым теплым за всю историю метеонаблюдений. Во-вторых, уровень углекислого газа достиг достаточно высоких величин. Сбрасывать со счетов парниковый эффект я бы все-таки не стал. Если бы не было парникового эффекта, температура земной поверхности (около +15 градусов Цельсия) была бы на 33 градуса ниже. Возможно, он не связан напрямую с глобальным потеплением, но его влияние на климат имеет огромное значение. Подчеркиваю, что климатические изменения – это очень сложный процесс. И если кто-то пытается делать прогнозы на основании ограниченного количества факторов, то такой подход вряд ли можно назвать обоснованным.

– Но ведь глобальное потепление связывают с антропогенным фактором, с выбросами углекислого газа. Может ли эта теория считаться удовлетворительной?

– Видите ли, в чем дело. Концентрация углекислого газа, действительно, очень мощно растет. Поэтому с ним и принято связывать процессы глобального потепления. Однако в то же время есть исследования, которые опровергают указанную причинно-следственную связь. Поэтому в рамках самой науки далеко не все так однозначно, как об этом часто пишут в популярных СМИ. Наверное, только для политиков здесь всё просто, поэтому они ухватились за одну из версий. Но ученые, на самом деле, прекрасно осознают сложность проблемы, связанную с весьма интенсивными изменениями климата. На мой взгляд, отношение человечества к проблемам изменения климата хорошо отражает картина Питера Брейгеля Старшего «Слепые».

Беседовал Олег Носков