Специалисты кардиохирургического отделения аорты и коронарных артерий Сибирского федерального биомедицинского исследовательского центра имени академика Е.Н. Мешалкина (до 28 ноября 2016 г. Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина) внедрили новую технологию лечения ишемической болезни сердца. Это менее травматичное аортокоронарное шунтирование (АКШ) через мини-доступ на работающем сердце без использования аппарата искусственного кровообращения.

Цель АКШ – улучшить кровоток, направленный к сердечной мышце (миокарду). Хирург при помощи шунта (участка собственного кровеносного сосуда пациента или искусственного сосуда) создает путь в обход пораженного или закупоренного участка коронарной артерии, что обеспечивает полноценное кровоснабжение миокарда.

Аортокоронарное шунтирование через мини-доступ применяют при поражении передней межжелудочковой артерии, которая снабжает большую часть миокарда. Для этого делают разрез размером 8-10 см слева под молочной железой. Данную операцию проводят пациентам, которым невозможно выполнить коронарную ангиопластику – восстановление просвета, суженного или окклюзированного сосуда при помощи баллонирования или стентирования пораженного сегмента.

«Обычно пациентам с поражением одной коронарной артерии проводят ангиопластику, но когда артерия закупорена на большом протяжении с кальцинозом, это вмешательство технически невозможно. Таким больным выполняют аортокоронарное шунтирование», – поясняет заведующий кардиохирургическим отделением аорты и коронарных артерий кандидат медицинских наук Дмитрий Андреевич Сирота.

Основным преимуществом АКШ через мини-доступ является возможность избежать стернотомию (рассечение грудины). За счет этого пациент лучше себя чувствует в послеоперационном периоде, быстрее восстанавливается: может нагружать верхний плечевой пояс, спать на боку, подниматься с постели раньше, чем после стернотомии. Данный фактор имеет значение для больных с сопутствующими заболеваниями, которым необходимо минимизировать повреждение при оперативном вмешательстве.

«Один из плюсов аортокоронарного шунтирования через мини-доступ заключается в том, что используют не вену, а артериальный шунт. Исследования доказывают, что использование аутоартериальных графтов в отдаленном периоде (через 10 лет) дает более положительные результаты: у 90-95% пациентов шунт проходим. При венозном шунте через пять лет в половине случаев требуется повторная операция, поэтому аортокоронарное аутоартериальное шунтирование через мини-доступ является преимущественным методом лечения молодых пациентов», – комментирует Дмитрий Андреевич.

В Биомедицинском центре им. акад. Е.Н. Мешалкина на сегодняшний день выполнено около 75 АКШ через мини-доступ – это самый большой опыт за Уралом. В мире случаи применения данной технологии при шунтировании сразу нескольких артерий единичны. В дальнейшем специалисты центра планируют применять данную методику при многососудистом аортокоронарном шунтировании.

Дарья Семенюта

Поразительный факт: в 1986 году в Крыму, в Щелкино, была построена первая опытная солнечная электростанция мощностью 5 МВт (этого вполне хватило бы на электроснабжение небольшого микрорайона). Иными словами, еще во времена СССР у нас начинались первые (и достаточно уверенные) шаги по созданию альтернативной энергетики.

Об этом факте напомнил своим коллегам профессор Севастопольского государственного университета Владимир Сафонов, выступавший с докладом на пленарном заседании XII Новосибирского Инновационно-инвестиционного форума «Инновационная энергетика». По его словам, сейчас на Западе в плане солнечной энергетики как раз активно развивают то, что у нас начали создавать еще 40 лет назад. Сегодня в США уже создаются солнечные электростанции мощностью 550 МВт, что соответствует атомному энергоблоку. Кстати, по установленной мощности солнечная генерация Крыма в настоящее время уже приближается к 400 МВт и, в принципе, могла бы развиваться и дальше. Объективно этому ничто не мешает. Вопрос, как всегда, уперся в политику, которая на данном этапе определяется российским руководством, не особо расположенным к развитию альтернативной энергетики. Поэтому совсем не удивительно, что полуостров моментально решили «подсадить» на газ и именно за счет газа развивать там систему электроснабжения.

Тем не менее, крымский опыт в области солнечной энергетики дает специалистам богатую пищу для размышлений и в какой-то мере содействует выработке более взвешенных подходов к развитию ВИЭ в целом по стране.

В первую очередь стоит решить вопрос о размерах солнечных станций. А надо ли концентрировать в одном месте огромные энергетические мощности, сопоставимые с мощностями атомных энергоблоков или больших ТЭС? Не  лучше ли развивать распределенную генерацию? Владимир Сафонов специально обратил внимание на то, что увеличение размера солнечной станции само по себе не обещает пропорционального увеличения ее мощности. Как раз скрупулезные исследования крымских специалистов показали, что на практике это совсем не так.

«Всё кажется простым до тех пор, – говорит ученый, – пока мы смотрим на один элемент системы. Как только мы начинаем смотреть на всю станцию, как сразу осознаем проблемы, которые неочевидны для физиков с первого взгляда».

Из-за разницы в освещенности, из-за падающих теней, из-за разности температур получается так, что большая станция вырабатывает энергию по минимуму. Ее мощность, по словам  Владимира Сафонова, может упасть в восемь раз от расчетных значений. Всё это вынуждает ученых искать оптимальные формы компоновки солнечных модулей. Но даже этого мало. Необходимо еще учитывать скорость обтекания модулей воздушными потоками, поскольку это напрямую связано с охлаждением фотоэлементов. Изменение температуры фотоэлемента на один градус меняет его эффективность на полпроцента. А разница в температуре между отдельными рядами фотоэлементов в большой станции может иногда достигать десяти градусов, а это значит, что разница по мощности будет достигать пяти процентов.

Вывод, сделанный на основании проведенных исследований, предполагает совершенно нестандартное техническое решение. По мнению Владимира Сафонова, целесообразно солнечные модули устанавливать прямо на крышах домов, предусмотрев при этом их охлаждение водой. Иными словами, необходимо использовать комплексный вариант, совмещая солнечные модули с солнечными коллекторами. В этом случае мы одновременно будем получать и электричество, и тепло. Мало того, у нас отпадет необходимость транспортировать электроэнергию на большие расстояния, в чем также видится очевидный плюс.

Такая система, считает Владимир Сафонов, вполне применима для Крыма. На его взгляд, если в Севастополе оборудовать крыши домов подобными комплексами, то можно весь город обеспечить горячей водой и электричеством.

Еще один вывод: уже построенные солнечные электростанции необходимо дополнительно «усиливать» ветрогенераторами, устанавливая последние вблизи солнечных модулей. Эти способы получения электричества хорошо дополняют и как бы страхуют друг друга, особенно если речь идет об условиях Крыма, где солнечное лето чередуется с очень ветреной зимой.

В целом новосибирские специалисты поддерживают приведенные выводы, особенно в той части, которая касается рассредоточения источников солнечной генерации. По этому поводу исполнительный директор Межотраслевого Фонда энергосбережения Алексей Шибанов заметил:

«Мы находимся на переломе законов развития энергетики – от концентрации больших мощностей переходим к локализации энергоисточников. И этот уровень локализации достаточно низкий – вплоть до энергообеспечения отдельно взятого домохозяйства. И именно в этом смысле необходимо рассматривать так называемую альтернативную энергетику. То есть не как замену большой энергетики, а как единственную возможность дать человеку локальный источник энергии – в любом месте его нахождения. Вот эта постановка вопроса совершенно по-другому ставит задачу проектирования, скажем, солнечной энергетики».

По мнению Алексея Шибанова, нет смысла делать солнечные электростанции даже мощностью в 5 МВт. Эта технология, считает он, предназначена для совершенно других вещей: для того чтобы создать оптимальные источники, измеряемые киловаттами или сотнями ватт. И при этом – максимально приближенные к человеку, к его непосредственным, текущим потребностям.

Разумеется, возникает вопрос: насколько применим «крымский опыт» к условиям Новосибирска? Разница в климатических условиях, как мы понимаем, очевидна. С точки зрения специалистов, сибирским регионам так или иначе придется пользоваться традиционными источниками, прежде всего – для получения тепла, поскольку в наших краях потребность в тепле требует выработки энергии, троекратно превышающей потребности в электричестве. С этим аргументом спорить сложно. Далее, на территории НСО ветровая генерация также неэффективна ввиду относительно невысокой средней скорости ветра за сезон (на уровне 3,5 м/с).

Однако, как ни странно, это совсем не исключает эффективного использования в Сибири энергии солнца. Как отметил заведующий лабораторией проблем энергосбережения Института теплофизики СО РАН Михаил Низовцев, «если мы посмотрим на карту России, то Новосибирск  находится в достаточно благоприятной зоне с точки зрения использования солнечной энергии. Условия здесь лучше, чем для Москвы или Екатеринбурга».

По данным, которые привел в своем докладе главный научный сотрудник ИТ СО РАН Равель Шарафутдинов, среднегодовое солнечное суммарное излучение, падающее на горизонтальную площадку (киловатт в час на один кв. метр) для Симферополя составляет 1 450, для Сочи – 1 350, для Новосибирска – 1 100. То есть разница невелика. Во всяком случае, Новосибирск в этом плане нисколько не уступает Центральной Европе, где сейчас бурно развивается солнечная энергетика.

Если рассматривать солнечную энергетику как источник электричества, максимально приближенный к человеку (см. выше), то имеет смысл начать ее внедрение с районов или населенных пунктов, малообеспеченных электричеством (вплоть до отдельно стоящих домов). В общем-то, такие шаги уже предпринимаются. Солнечная энергетика в Сибири может стать неким дополнительным резервом электричества. И совсем не исключено, что в ряде случаем ее будут использовать именно в таком качестве – для повышения надежности электроснабжения отдельных домовладений или многоэтажных домов. Причем, по замечанию специалистов, комбинированный вариант (когда солнечные модули используются параллельно с солнечными коллекторами) неплохо подойдет и Новосибирску. То есть крыши домов разумно использовать в качестве такой вот небольшой солнечной «ТЭС». Такой опыт, кстати, также имеется. По крайней мере, стартуя с решения столь небольшой (на первый взгляд) задачи, солнечная энергетика начнет постепенно завоевывать право на жизнь, становиться все более и более популярной в народе. Соответственно, на солнечные системы будет расти спрос, что, в свою очередь, начнет опровергать дежурные тезисы противников ВИЭ  о том, будто альтернативная энергетика как таковая несовместима с сибирскими условиями. А дальше можно уже будет ставить вопрос о подключении локальных источников солнечной генерации к общим электрическим сетям.

В конечном итоге в Сибири постепенно всё будет налаживаться, «как в Европе». Речь, конечно же, не идет о том, чтобы вытеснить традиционную генерацию. Речь идет о современной альтернативе. Ведь широкое использование мобильной телефонной связи не привело к уничтожению обычной телефонной сети (да и задачи-то такой никто не ставил). А солнечная энергетика в чем-то действительно напоминает мобильную связь, которую люди выбирают исключительно ради повышения качества жизни. Солнечная энергетика, вне всяких сомнений, придет к нам под тем же «флагом».

Олег Носков

В последние годы неожиданно возобновились разговоры о подготовке марсианской экспедиции. Причем, разговоры ведутся так, будто высадка людей на Марс – вопрос уже решенный. Осталось только определиться с датой, выделить на это дело ресурсы, а уж техническая сторона вопроса ждать себя не заставит.

Надо сказать, что подобные ожидания были на протяжении 1970-80-х годов. Причем, полет на красную планету был не фантазией художников, а включался в государственные планы. Исследования на этом направлении велись, в том числе – исследования, касающиеся создания систем жизнедеятельности астронавтов и будущих колонистов. Потом эту тему заслонили бурные политические события, и вот сейчас нам кажется, что пора к ней вернутся. В принципе, к этой теме действительно вернулись.

Разумеется, многим из нас может показаться, будто проведенная работа должна неизбежно вести к успеху таких начинаний. И чем больше будет исследований (полагаем мы) – тем лучше, тем выше будет наша готовность к осуществлению столь непростой миссии. Однако на самом деле, чем тщательнее мы изучаем эту проблему, чем больше мы ставим экспериментов, тем сильнее убеждаемся в сложности поставленной задачи. В итоге легкая эйфория начитает сменяться трезвым критическим анализом, местами переходящим в глубокий скепсис. А есть ли у человека вообще хоть какие-то шансы освоить территории за пределами Земли?

Этот вопрос был поднят на Дискуссионном форуме «Поселения XXI века: условия прорыва в будущее». Ответить на него попыталась сотрудница Популяризаторского агентства «Чайник Рассела», биолог по образованию Ирина Якутенко: «Проблем здесь, – говорит она, – гораздо больше, чем нам кажется. Одно дело – всё представлять себе издалека. Другое дело – вдаваться в детали. Это разные вещи – когда мы думаем о решении задачи вообще и когда мы думаем об этом, когда нам предстоит делать что-то конкретное прямо сейчас». По ее словам, с марсианскими миссиями пока всё так и обстоит – над ними до сих пор работают как бы «вообще».

«Если мы начнем представлять себе марсианскую миссию буквально по дням, то там обнаружатся проблемы, которые до сих пор совершенно никто не рассматривал, и они окажутся для нас очень неожиданными», – отмечает Ирина Якутенко.

На официальном сайте NASA можно найти техническую документацию, где выделены 32 пункта, по которым необходимо найти решение, чтобы обеспечить выполнение полета на другие планеты. И согласно новейшим отчетам, из указанных 32-х  проблем до сегодняшнего дня фактически не решена ни одна. Лишь половину из них мы сможем в ближайшие пять лет частично контролировать. Все остальное невозможно будет решить на перспективу вплоть до 2024 года.

Заметим, что такой вывод сделан аудиторской компанией, проверяющей работу NASA по реализации долгосрочных программ. Ее резюме на это счет было таким: «NASA чересчур оптимистично, когда планирует свои миссии до 2030 года», – отметила Ирина Якутенко.

В ряду главных проблем выделяются следующие: микрогравитация, высокоэнергетичское излучение, длительная изоляция, некомфортные условия на корабле, ограниченность ресурсов (в том числе людских), физиологические изменения (в том числе потеря костной ткани, ослабление иммунитета, проблемы со сном, атрофия мышц, повышенное давление и т.д.). И за время первого выхода человека в космос (1961 год) в этом отношении принципиальных сдвигов не произошло. Хотя времени с тех пор минуло достаточно много, и технологии развивались стремительно, однако на «космическом фронте» ожидаемого прорыва так и не случилось.   

«Основная проблема в том, – считает Ирина Якутенко, – что на Земле мы никак не можем сымитировать условия космической миссии – как полета, так и пребывания на другой планете. Многие вещи представлены только в теории».

Как, например, можно смоделировать на Земле микроргавитацию, с которой астронавты столкнутся на Марсе или на Луне (не говоря уже о полете)? Вроде бы, как это здорово: почувствовать себя очень легким и одним прыжком сразу преодолеть шесть метров. Однако длительное пребывание в таких условиях дурно сказывается на человеческом организме, – подчеркнула Ирина Якутенко. Об этом свидетельствует состояние наших космонавтов, долгое время живших на орбите. Например, у них происходит удлинение позвоночника, из-за чего в дальнейшем начинаются сильные боли в спине. По сути, длительное пребывание в условиях низкой гравитации постепенно ведет к тому, что человек уже будет не в состоянии жить на своей планете. В этом смысле длительный полет к Марсу – это билет в один конец.

Также из-за низкой гравитации появляются проблемы со зрением. Этим страдает почти 60% астронавтов, долгое время пребывавших в условиях невесомости. Сюда же добавляются проблемы с вестибулярным аппаратом, камни в почках, отложения натрия.

Еще печальнее обстоят дела с космическим излучением. На Земле мы защищены от его губительного воздействия. В космосе такой защиты нет. Согласно расчетам, за время 253-х дневного полета на Марс и обратно члены экипажа корабля получат столько же радиации, сколько они могли бы получить его на Земле, если бы каждые шесть дней делали КТ всего тела. Что случится с астронавтами в случае реального полета, даже трудно представить.

«NASA, – поясняет Ирина Якутенко, – нашло «выход» из ситуации. Там всё подсчитали и попросили правительство… поднять предельно допустимую дозу радиации для астронавтов! Это единственное, что они смогли сделать. Иначе говоря, стало понятно, что реального выхода нет. Для защиты от тяжелых частиц потребовался бы металлический лист толщиной 15 сантиметров. Поэтому там просто изменили нормативы по предельно допустимой дозе, тем самым повысив риск заболевания раком».

Не менее существенная проблема – это риск изоляции, неизбежной во время полета. Как показал самый длительный изоляционный эксперимент «Марс-500, в котором приняли участие пять добровольцев, сумевших продержаться в изолированном бункере более пятисот дней. «Слухи о том, что у них там не всё гладко, ходили во время эксперимента всё время. В более близких кругах говорили о том, что там вообще всё плохо. В любом случае такие эксперименты показывают, что при длительной изоляции возникает масса психологических проблем», – говорит Ирина Якутенко. И это происходит несмотря на то, что участники эксперимента чисто психологически ощущают свое пребывание на Земле и надеются на внешнюю помощь в случае возникновения серьезных проблем. В случае же осуществления марсианской миссии, во время пребывания в реальных космических условиях психологическое напряжение будет во много раз сильнее.

Наконец, еще одна проблема – это микрофлора. В ходе исследований выяснилось, что в условиях невесомости в течение 40 дней происходит серьезное изменение микрофлоры кишечника. Что произойдет за три года, представить невозможно. Но ничего хорошего здесь точно ожидать не приходится. А ведь некоторые организмы, как было недавно установлено, влияют на появление депрессии, другие могут повысить уровень агрессивности. Как это может отразиться на миссии, объяснять не нужно.

В общем, картинка складывается не очень обнадеживающая. Однако польза таких докладов в том, что они открывают нам глаза на реальные проблемы космонавтики. Здесь нет уже ни грамма простодушного романтизма, зато достаточно много научной объективности. Полагаю, что адекватное понимание проблем намного лучше способствует прогрессу, нежели приятные, но беспочвенные фантазии.

Олег Носков

Бованенковское месторождение уже не первый год осваивается нефтяниками и газовщиками. Однако внешние природные воздействия создают различные опасности для строящихся инженерных сооружений. Поэтому команда геофизиков изучила территорию Ямала с помощью электротомографии (ЭТ), чтобы более подробно рассмотреть экзогенные процессы.

Компания «Газпром» начала промышленную разработку Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) на Ямале в 2012 году. Активному освоению территории препятствует ряд экзогенных (происходящих на поверхности) процессов. Они связаны с деградацией вечномерзлых пород, из-за которой появляются оползни, овраги и другие образования. Это обусловлено оттаиванием льда и его залежей в связи с изменениями температуры, концентрацией стока поверхностных и грунтовых вод, а также нагрузками на ландшафты при их освоении. Такие процессы опасны и для инженерных сооружений, и для человека.

Решением этой проблемы занялись специалисты из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН. Заведующий лабораторией геоэлектрики ИНГГ, доцент НГУ кандидат геолого-минералогических наук Владимир Оленченко вместе с коллегами исследовал 4 потенциально опасных участка с помощью метода электротомографии:

— Поскольку мы работаем в Субарктике и Арктике, а точнее на Ямале, нас интересуют экзогенные процессы так называемой криогенной группы: то есть всё, что связано с мерзлотой, — рассказывает учёный. — Говоря простым языком, солнце греет, мерзлота тает, и разрушение происходит с катастрофической скоростью. Так бывает, потому что на территории Ямала развиты пластовые льды, которые вытаивают из-за глобального потепления.

Вследствие этого образуются отрицательные формы рельефа под названием термокарст, а также овраги, оползни и т.д. Зачастую подобные процессы развиваются независимо от нас: периоды потепления и похолодания многократно случались в истории Земли. Но когда это происходит вблизи инженерных сооружений, появляется непосредственная опасность для человека — техногенные аварии и катастрофы.

Вообще, действия геофизиков можно сравнить с медициной – и там, и там применяется специальная аппаратура для того, чтобы заглянуть внутрь объекта исследований. Только если врачи «сканируют» невидимые повреждения человека, учёные занимаются проблемами Земли:

— Нашей задачей как геофизиков было оконтурить опасное место и установить, насколько широко эти процессы могут развиваться, — добавляет Владимир Оленченко. — Когда ты видишь овраг, то не можешь представить масштабы его дальнейшего развития. Да, в этом месте есть лёд, а как далеко он простирается, насколько разрастётся повреждение — совершенно непонятно. С помощью геофизических методов мы способны достаточно быстро это понять — буквально в течение одного дня.

Степень опасности экзогенной ситуации оценивается по определенным критериям: близость к инженерному объекту, скорость развития в течение года. Сами мероприятия по защите построек проводят другие специалисты. Учёным же нужно только обозначить места возможной эрозии с помощью специальных технологий:

— В нашем институте было разработано оборудование для электрических зондирований под названием «Скала-48», где 48 обозначает количество электродов, — поясняет Владимир Оленченко. — Аппарат прежде всего позволяет определить границы опасной зоны. Результаты зондирований визуализируются в виде объёмных картинок или разрезов. Мы измеряем электрическое сопротивление горных пород: так, у него есть зависимости от литологии (состава, структуры, происхождения и изменения осадочных пород). Пески, супеси, глина — у них разные показатели. Нам эти зависимости известны, и когда мы получаем свои разрезы, можно понять, что, например, пласт с высоким сопротивлением — лёд. Электрический ток его обтекает, так что на разрезе мы видим некую аномалию.

Сейчас электротомография широко внедряется в практику инженерных исследований, но такой подход реализован впервые: были проведены площадные исследования и получены именно трёхмерные модели. Дело в том, что один профиль зачастую плохо интерпретируется, а тут учёные получили полную картину. Кроме того, это быстрее, дешевле и проще, чем бурение: это трудоёмко и даёт точечную информацию. Но всё же оно необходимо для заверки геофизических аномалий.

После того как геологи получают сведения о земле, они могут составить 3D-модель или её срезы по разным глубинам. Выделяя контуры аномалий электросопротивления, вызванных льдом, учёные в состоянии спрогнозировать, как будут протекать процессы и вероятные размеры поражённой зоны, а также предложить мероприятия по защите. Конечно, точную скорость развития экзогенного процесса указать невозможно, так как это связано с климатом, а сейчас сценарий его состояния в будущем совершенно непредсказуем: кто-то предрекает потепление, кто-то — похолодание.

В рамках этого исследования ИНГГ СО РАН сотрудничал с «Газпром Добыча Надым» —дочерним предприятием «Газпрома», который и осваивает нефтегазовые месторождения на Ямале. Специалистами компании было выделено 150 проблемных областей, но учёные исследовали всего четыре.

— Мы, конечно, не сможем посмотреть все повреждённые участки, — добавляет Владимир Оленченко. — Исследование одного занимает день. Поэтому команда учёных разрабатывает методики и учит специалистов, как получать нужную информацию. Сейчас мы передали им технологию, так что они сами могут исследовать остальные объекты, если возникнет острая необходимость — это и было нашей задачей. Думаю, технология будет востребована, потому что предотвращение опасных экзогенных процессов актуальная проблема — причём не только для «Газпрома».

Данные ЭТ позволят точнее спрогнозировать степень опасности для инженерных сооружений в зоне влияния экзогенных процессов, что снизит степень риска. Такие методики могут применяться не только в Бованенково, но и в любых других местах, где требуется приостановить опасное развитие экзогенных процессов:

— Сейчас мы планируем исследования одного из стационаров Гыданского полуострова, — рассказывает учёный. — Там, конечно, не такие опасные внешние природные воздействия, потому что в этом месте никто не живёт и нет никаких инженерных сооружений. Но всё же мы сможем искать новую информацию и совершенствовать методические наработки для проведения подобных исследований.

Алёна Литвиненко

Фото предоставлены Владимиром Оленченко

«Трудно назвать область медицины, где бы лазеры ни применялись», — отмечает заведующий лабораторией лазерных медицинских технологий Института лазерной физики СО РАН Александр Петрович Майоров. Он предлагает пойти от обратного. «Приведите мне пример того или иного отдела врачебной практики, и я скажу, каким образом там используются наши приборы и технологии», — говорит ученый.

Медицинские лазеры бывают самые разные, и их применение в той или иной области зависит от свойств лазерного излучения и особенностей его воздействия на различные живые ткани организма. Например, если нужно сделать тонкий разрез очень тонкой ткани — то будем использовать лазер с длиной волны, которая хорошо поглощается в этой ткани, и небольшой  мощностью рассечем последнюю. При необходимости удалить онкологически пораженную долю легкого — будем использовать лазер с большой мощностью. В офтальмологии, если операция проводится на поверхности роговицы, применяется ультрафиолетовое излучение, которое полностью поглощается на глубине в несколько микрон. Для припаивания сетчатки внутри органа зрения — «зеленое излучение», свободно проходящее через все ткани глаза и воздействующее только на ткани сетчатки и глазного дна.

Офтальмология, стоматология, косметология — это всё на поверхности. А вот если, допустим, нейрохирургия?

«Мы очень тесно работаем с Новосибирским научно-исследовательским институтом травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна Министерства здравоохранения РФ, — начинает Александр Майоров. — В данном случае наши лазеры не являются инструментом для операции на самих нервах. С их помощью работают на опухолях головного мозга». Исследователь отмечает, что в этой области сибирские ученые из НИИТО — лидеры: они убирают новообразования — гигантские менингиомы объемом до литра! — и при этом человек не просто выживает после сложнейшей операции, но и остается полноценным членом общества.

«Дальше!» — улыбается Александр Петрович. Ну, раз зашла речь про опухоли — то онкология.

Совместно с несколькими организациями мы занимались вопросами фотодинамической терапии и гипертермии», — отбивает пас Майоров. Как известно, онкологические клетки можно убить двумя способами: химически и термически. Названные выше методы (фотодинамическая терапия и гипертермия) — лазерно-ассистированные варианты воздействия. Первый относится к термохимической разновидности и подразумевает присутствие фотосенсибилизаторов (химических препаратов, увеличивающих чувствительность к воздействию света), которые в большей концентрации накапливаются только в тех местах организма, где есть опухоль. Затем этот участок обрабатывается лазерным излучением с определенной длиной волны, а введенный препарат служит мишенью, именно он «говорит»: «Сюда! Сюда!». В результате происходит реакция с выделением синглетного, обладающего высокой энергией, кислорода — а он, в свою очередь, губительно действует на новообразование.

«Оба этих метода получили достаточно широкое развитие в нашей стране, — комментирует ученый. — Выпускаются и необходимые препараты, и лазеры, но в области фотодинамической терапии необходима другая комплексная программа — по созданию новых фотосенсибилизаторов. Они должны быстро выводиться из организма пациента, чтобы сократить время его реабилитации после процедуры. Сейчас, к сожалению, в зависимости от методики введения фотосенсибилизатора, после вмешательства пациенту  в течение нескольких суток или недель нужно находиться в затемненном помещении».

Кардиология — еще одна область медицины, где лазеры различного назначения буквально нарасхват. Например, они используются в качестве инструмента для проведения очень тонких операций на сердце прямо в процессе его работы, когда точечные лазерные удары наносятся, допустим, при перфорации миокарда, в период между сердечными ритмами.

Кроме того, если говорить о протезировании, то здесь тоже не обойтись без высокотехнологичных помощников. В ИЛФ СО РАН, в тесном сотрудничестве с ФГБУ «НИИПК  им. ак. Е.Н. Мешалкина» Минздрава России,  как раз и создают сверхточные аппараты для изготовления рукотворных клапанов человеческого «мотора».

Такие протезы обычно делают либо из искусственных материалов (металл, нейлон), либо из биологических (неживых, специально обработанных тканей человека или животного). Первые обладают единственным преимуществом: они долговечны. Однако в графе «недостатки» имеется очень важный аспект: необходимость пожизненной антикоагулянтной терапии. Человек должен постоянно принимать препараты, разжижающие кровь, что несет в себе очень высокий риск кровотечений, даже от незначительных травм. Очень часто и без травмы развиваются тяжелые, жизнеугрожающие кровотечения из внутренних органов.

 Что касается клапанов сердца из биологической ткани, то у них обратная проблема — они, напротив, недолговечны. «Все наши технологии построены на том, чтобы сделать их более ресурсоемкими», — отмечает Александр Майоров.

И в России, и во всем мире клапаны из биологической ткани — это штучное производство. Машина может лишь подготовить материал, где-то что-то проверить, но каждое изделие «собирается», сшивается вручную. 

«Для того чтобы сориентироваться, мы сначала проанализировали, из-за чего клапаны выходят из строя», — говорит Александр Петрович. Он показывает фото: несколько створок протеза целые, а одна разорвалась — у нее толщина ткани была меньше, чем у других. Получается: измерения проведены неверно либо их вовсе не было. Значит, при изготовлении элементов для клапанов сердца нужно очень тщательно за этим следить. Далее — при вырезании деталей обычно используют ножницы или высечки. В обоих случаях, как свидетельствует гистологический срез, заметна волокнистость края. «Сделали клапан, он начинает работать, мелкие разрывы увеличиваются, увеличиваются — и вот створка уже пришла в негодность», — поясняет Александр Майоров.

Еще одна причина выхода протеза из строя скрывается в самой биологической ткани — как и любая другая, она состоит из волокон, которые имеют плетение и, соответственно, преимущественное направление. Следовательно, физические свойства по разным векторам тоже будут разные.  «Если вырезать абы как, то «нити», которые правильно расположены, будут работать, а те, что неверно — рваться. Значит, нам нужно знать, каким образом расположены волокна в перикардиальной ткани», — комментирует Александр Петрович.

Иными словами, на этой стадии требуется очень квалифицированный закройщик. Можно криво разметить лекала и разрезать материал на платье — вы как клиент отделаетесь лишь финансовыми убытками и испорченным настроением. В случае с сердечными клапанами потери неизмеримо выше, так что всё должно быть максимально точно.

«Поэтому мы создаем автоматизированные комплексы, которые бы качественно работали с биологической тканью, — говорит Александр Майоров.  — Начать решили с того, чтобы интегрировать в системы блоки измерения толщины с использованием индуктивных датчиков. Это контактный метод, он позволяет достигать точности до 10 микрон. На операцию с лоскутом ткани примерного формата А4 у нас сейчас уходит порядка 5—7 минут, а раньше, до внедрения нашей разработки, — целый день труда двух сотрудников: один измеряет, а другой рисует карту и записывает показатели. Более того, мы можем строить топографическую карту лоскута, где цветом определены толщины».

С учетом того, что элементы искусственного сердечного клапана имеют свои технические требования, можно наглядно убедиться: толщина участка створки должна быть, например, 500 микрон — с этим связан, допустим, салатовый цвет, следовательно, деталь нужно расположить на соответствующем участке ткани. «Это уже здорово помогает, — отмечает Александр Петрович, — но, более того, наша машина в состоянии сама разместить элементы так, как нужно, ведь в ее памяти есть все необходимые данные. Далее мы нажимаем кнопку — даем команду на вырезание — и аппарат из лоскута вырезает всё, что необходимо». Для этого тоже используются тщательно подобранные лазеры с определенной длиной волны — так, чтобы край был максимально ровным, не волокнистым и менее подверженным разрывам в последующем».

Следующая задача — ее Александр Майоров называет более серьезной — кондиционирование перикардиальной ткани, которая имеет две поверхности: фиброзную («мохнатую», рыхлую) и серозную (гладкую). При вырезании элемента клапана сердца или системы кровоснабжения следует расположить деталь так, чтобы фиброзная сторона не касалась непосредственно крови. Дело в том, что для наибольшего приближения и адаптации к живым тканям организма, на поверхности нужно вырастить скользкий эндотелиальный слой. За него не смогут зацепиться частички крови, и она не будет задерживаться и застаиваться.

«Так вот, на серозной стороне эндотелий образуется очень легко, — объясняет Александр Майоров. — А на фиброзной — плохо. Если делается заплатка на сосуд, то всё просто. Но как быть со створкой клапана, которая и там, и там соприкасается с кровью? Значит, нужно «мохнатую» часть каким-то образом сгладить, «побрить» — это мы делаем с помощью лазеров, а затем отдаем на выращивание эндотелиального слоя. Сейчас как раз проводятся такие эксперименты».

Что касается определения направления волокон, то здесь ученые ИЛФ СО РАН придумали оптическую систему (она пока работает в лабораторных условиях). «Это поляризационные методы, — рассказывает Александр Петрович. — Мы отправляем лазерный луч на поверхность, отраженное рассеянное излучение меняет поляризацию, и можно проанализировать, каким образом она трансформируется. Дальше уже математически строим направление волокон».

По словам исследователя, первый лазерный аппарат, который был создан в ИЛФ СО РАН, выполнял функции измерения толщины и вырезания элементов. Скорость последнего процесса у него была сравнительно невысока — порядка ста миллиметров в минуту, но даже этот прибор намного превышал человеческую производительность по оперативности и, самое главное, точности. Следующая модификация стала быстрее примерно в сто раз. Комплекс третьего поколения сделали полностью из нержавеющей стали для работы в условиях чистых хирургических помещений, чтобы всё могло быть сертифицировано по европейским стандартам. Наконец, последний на сегодня аппарат, созданный для НИИ патологии кровообращения им. Е.Н. Мешалкина, уже обладает функциями сглаживания, кондиционирования поверхности.

Александр Майоров отмечает, что в ИЛФ СО РАН создают лазеры различного медицинского назначения непосредственно для нужд медицинских учреждений, с которыми идет сотрудничество. «Успех нашего взаимодействия проявляется, когда со второй (медицинской) стороны есть заинтересованный и активный компаньон,— говорит ученый. — Сейчас очень просто купить подобные приборы за рубежом, заказать, получить — и не думать, как это сделать в России. Однако в тесной связке с  медицинскими учреждениями мы в институте создаем аппараты, которые гораздо лучше по функциональным особенностям, превышают иностранные по многим параметрам и не уступают по качеству».

Екатерина Пустолякова

Фото предоставлены Александром Майоровым

На днях в конференц-зале отеля «Doubletree by Hilton» прошел круглый стол «Что является локомотивом развития экономики в Новосибирске». Инициатором мероприятия выступило известное издание «Континент Сибирь», а участие в обсуждении приняли начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска Александр Люлько, директор по спецпроектам ОАО «Катод» Алексей Енин, председатель совета директоров ОАО «Экран» Павел Бобошик, председатель правления НП «Деловой клуб СЭР» Валерий Эдвабник, заместитель генерального директора по экономике ПАО «Сиблитмаш», депутат Законодательного Собрания Новосибирской области Лариса Шашукова и ряд других экспертов, хорошо знакомых с вопросом.

Казалось бы, ответить на этот вопрос можно просто, достаточно изучить статистику. Тем более, совсем недавно городская промышленность уже подводила итоги работы за первые месяцы этого года и мы рассказывали вам об этом. Но так ли всё просто и очевидно, попробуем разобраться.

Согласно озвученным на этом совещании данным, лидирующие позиции в нашем городе занимает пищевая промышленность. Хорошие (на удивление) показатели демонстрируют текстильная и обувная отрасли. И традиционно (для последних лет) отмечается рост производства на ряде оборонных предприятий. Однако что стоит за хорошими показателями указанных отраслей. Для предприятий ОПК базой роста стал большой оборонный заказ в рамках государственной программы вооружений «ГПВ-2020». Сегодня государство щедро тратится на перевооружение армии, но эта программа имеет четко ограниченные сроки действия. И уже сейчас власть в открытую требует от «оборонщиков» искать источники заказов в сфере гражданского производства. Получится ли это – разговор отдельный и мы к нему еще вернемся. Пока же просто отметим – экономические успехи предприятий ОПК сегодня обеспечены кратковременными факторами.

Не лучше ситуация у предприятий легкой промышленности. Производители обуви и одежды откровенно признают: сохранять конкурентоспособность на рынке им помог обвал рубля. Но низкая себестоимость в таких условиях сопровождается низкими же зарплатами (и соответственно, оттоком кадров), а также отсутствием серьезных вложений в модернизацию оборудования. Пищевикам заметно помогли ответные санкции в отношении импортных продуктов и опять же падение курса национальной валюты. Вот только, как вы понимаете, все эти «плюсы» тоже имеют краткосрочный характер и вряд ли способствуют развитию указанных отраслей даже в среднесрочной перспективе.

В чем же тогда заключаются перспективы для экономики крупнейшего сибирского мегаполиса? Для начала стоит согласиться с тезисом, озвученным на круглом столе Валерием Эдвабником:

– Когда мы говорим о «локомотиве» мы подразумеваем производство или направление, которые за счет своего развития могут вытащить за собой остальные отрасли городского хозяйства. И таких потенциальных «локомотивов» в Новосибирске сегодня, увы, нет. Но есть потенциальные «драйверы»: предприятия, которые могут стимулировать экономический рост, привнести в городскую экономику новые импульсы развития. И искать их следует в сфере высокотехнологичных инноваций.

О ряде проектов, которые могли бы сыграть эту роль, рассказали участники круглого стола.

Сверхчувствительный томограф

Мы не раз рассказывали о новосибирском предприятии «Катод», которое выпускает электронно-оптические преобразователи (ЭОП), в свою очередь являющиеся основой для выпуска приборов ночного видения. Благодаря уникальным разработкам этого предприятия – ЭОП 4-го и 5-го поколений – Новосибирск сегодня считается одним из мировых лидеров в этом направлении. Но новосибирские приборостроители не спешат «почивать на лаврах» и постоянно ищут новые направления работы. Например, участвовали в создании нейтринного телескопа, который установлен на Байкале. Причем, именно на «Катоде» делалась самая главная начинка этого телескопа – та, которая позволяла фиксировать эту загадочную и почти неуловимую элементарную частицу – нейтрино. А теперь, как рассказал Алексей Енин, на предприятии рассматривают проект по использованию военных разработок для производства уникального медицинского оборудования.

– Мы несколько лет разрабатывали технику, работающую с ультрафиолетовым спектром. Первые приборы создавались для защиты летательных аппаратов от поражения ракетами. Они оказались очень востребованными, так что мы рассчитываем на хорошие заказы в этом направлении. Но на этом их применение не исчерпывается, эта технология оказалась востребована в сфере производства медицинского оборудования. И сегодня мы участвуем в проекте по созданию первого российского позитронно-электронного томографа.

Как отметил Алексей Енин, магнитно-резонансными томографами (МРТ) сегодня оборудованы многие медучреждения, а вот таких томографов, которые по своим параметрам намного превосходят установки МРТ, на всю страну – считанные единицы. И это исключительно импортное оборудование. И стоимость обследования на них начинается от 60 тысяч рублей. Получается, проект, в котором пригласили участвовать «Катод», должен сделать эту процедуру более доступной для граждан, и в географическом, и в ценовом смысле. А для предприятия это еще и возможный крупный заказ, потому что в каждом томографе будет стоять порядка 200 датчиков, которые  будут производить в Новосибирске. Если же смотреть дальше, то получается, «Катод» в данном случае выходит на новый для себя рынок медицинского оборудования, который по своим объемам вполне сопоставим с рынком вооружений.

Большие перспективы малой авиации

Еще один интересный проект недавно стартовал в стенах СибНИА и касается он малой авиации. В нашей стране эта отрасль развита мало, скорее наоборот – в последние десятилетия переживает упадок. А в мире – картина обратная (например, в США до 80 % доходов приходится как раз на долю малой авиации). Но в последние месяцы ситуация начала меняться и новосибирский исследовательский институт оказался в числе активных участников этого процесса. Правда, как отметил Алексей Серьёзнов, для этого им пришлось серьезно переформатировать свою работу:

– Наш институт создавался как испытательный центр для авиационной техники, и мы на протяжении многих десятилетий занимались только этим, то есть, говоря современным языком, оказывали услуги. Но в последние годы (во многом из-за коллапса отечественного авиастроения) институт был вынужден искать новые ниши на рынке. В частности – возможности и для выпуска собственной продукции.

По словам Серьёзнова, решить эту задачу удалось благодаря вхождению в госпрограмму развития гражданской авиации. СибНИА смогло приобрести уникальное высокотехнологическое оборудование (не имеющее аналогов в России) и освоить выпуск современных композитных материалов, применяемых в самолетостроении. Тяжелее было с двигателями для легких летательных аппаратов: их и при СССР производили немного, а  в России выпуск практически прекратился. Тем более не велась разработка современной техники данного типа. В результате даже сегодня самолеты АН-2 летают с двигателями, сконструированными еще в 1933 году. Но, после долгих и сложных переговоров, удалось договориться об открытии на территории нашей страны производства двигателей по американской технологии.

В итоге, уже в следующем году СибНИА готово представить два готовых прототипа малых самолетов. Первый – 9-местный самолет, полностью выполненный из композитных материалов и с новым экономичным двигателем. Ожидается, что по основным показателям он будет примерно в два раза превосходить свой ближайший аналог – уже упоминавшийся АН-2. В частности, если посадочная скорость нашего «кукурузника» примерно 80 км/час, то у нового самолета она будет в районе 40 км/час. Да и в управлении он станет проще. А это намного облегчает обучение пилотированию. Но при этом он будет пригоден к эксплуатации в условиях Севера и других неблагоприятных климатических зон. Второй образец – 19-местный самолет класса Як-40. Он также будет обладать углепластиковым фюзеляжем, более практичными двигателями. И заложенные в конструкцию показатели также позволят ему успешно конкурировать на мировом рынке.

– А теперь каждый может задать вопрос, – заключил Серьёзнов. – Ну и что, сделаете вы прототип и что дальше?

По идее, дальше мы должны продать технологию для дальнейшего производства  неким инвесторам. Так происходит в мире. У нас, увы, ситуация иная. Без вмешательства государства такое производство сегодня развернуть в России невозможно. Переговоры в этом направлении идут. И мы имеем основания надеяться, что подобный завод будет создан у нас в Новосибирске. А поскольку речь идет о производстве новых моделей, то выпускать и модернизировать их можно будет долго. К тому же спрос на малую авиацию, как я говорил, во всем мире очень большой.

Координатор и заказчик

Упомянутыми проектами список потенциальных инновационных «драйверов» не исчерпывается. О некоторых напомнил в своем выступлении Александр Люлько: это и нанокерамика, выпускаемая «НЭВЗ-Союз», и троллейбус с автономным ходом (его «начинку» также делают в Новосибирске), и ряд других проектов. Также Александр Николаевич рассказал о той поддержке, которую может оказать потенциальным «драйверам роста» его департамент:

– Конечно, наши возможности оказывать прямую финансовую поддержку запуску новых высокотехнологичных производств серьезно ограничены. Но мы можем помогать иначе. Во-первых, мы регулярно создаем площадки, на которых разработчики представляют свой продукт, а также находят потенциальных заказчиков и партнеров. В качестве примера могу привести форумы «Городские технологии» и «Инновационная энергетика». По их итогам уже стартовало несколько проектов. Один из них – ремонт участка дороги по инновационной технологии в Академгородке – широко освещался прессой, но есть и другие. И когда они заработают в полном объеме, они тоже принесут свой положительный результат. Кроме того, не надо забывать, что большой город сам по себе может быть крупным заказчиком. Сейчас мы совместно с другими департаментами формируем перечень потребностей городского хозяйства, чтобы затем заказывать необходимое преимущественно у наших же производителей, а не закупать аналоги откуда-то издалека. А вы прекрасно понимаете, что для большинства инноваций выход на рынок становится серьезным барьером. И мы, тем самым, способствуем его преодолению. И одновременно будем улучшать качество жизни горожан.

Тема качества жизни звучала на круглом столе еще несколько раз. И лучше всего ее связь с развитием экономики и «драйверами роста» сформулировал Валерий Эдвабник:

– Нам надо развивать среду, город в целом. И тогда проекты, которыми стоит гордиться, которые станут «драйверами», будут рождаться в этой среде сами.

Георгий Батухтин

Сотрудники ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Новосибирского государственного университета открыли механизмы влияния гормонов стресса на формирование головного мозга у младенцев и установили, что схватки матери необходимы для здоровья малыша. Результаты исследования опубликованы в журнале «Hormones and Behavior».

«Мы изучаем глюкокортикоиды. Эти гормоны стресса являются химическими веществами, выделяющимися  в ответ на какие-то критические ситуации, происходящие с организмом — травму, кровопотерю, в нашем случае мы исследовали изменения, которые могут происходить после повышения уровня глюкокортикоидов в перинатальном периоде», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории функциональной нейрогеномики ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Пётр Николаевич Меньшанов.

По словам учёного, ребёнок начинает испытывать сильный стресс даже не во время родов, а немного загодя. До конца беременности он находится в тесной связи с матерью, и, соответственно, получает весь тот набор гормонов стресса, который есть у неё в крови. А когда женщина готовится к родам, она обычно сильно волнуется, поэтому у неё уровень глюкокортикоидов естественным образом повышается.

Про воздействие гормонов стресса на развивающиеся организмы известно много, но единой модели действия глюкокортикоидов на новорожденных до сих пор нет. К концу 1960-х годов один из новозеландских акушеров Грэхэм Лиггинс случайно обнаружил, что повышенный уровень глюкокортикоидов приводит к ускорению созревания лёгких у детей. Это было перспективно для лечения недоношенных младенцев, лёгкие которых ещё не успели окончательно сформироваться к моменту родов. Поскольку на тот момент не существовало сложных экспериментов по проверке побочных эффектов лекарств,  действие глюкокортикоидов проверили сначала на овцах, а потом и на самих детях. На основе этих исследований были разработаны препараты, которые быстро внедрили в медицинскую практику по всему миру.

Затем, когда начали подробнее исследовать действие гормонов стресса с использованием новых биохимических и молекулярных методов на животных и у людей, стала появляться информация о различных побочных эффектах перинатального применения глюкокортикоидов.

Одним из самых ярких из них оказалось разрушающее действие этих гормонов на становление головного мозга.

«Мозг формируется подобно куску мрамора, из которого различными ранними воздействиями «высекаются» итоговые структуры мозга и «статуя интеллекта». Гормоны стресса в больших дозах действуют так, как будто вы берёте грубый молоток и начинаете бездумно долбить им по этому материалу, в результате чего происходит деформация морфологического развития», — объясняет исследователь.

Имеющиеся данные ставили учёных в тупик:  с одной стороны, гормоны стресса адаптируют организм ребёнка за несколько часов до родов, чтобы он был готов к новой жизни, а с другой — они же негативно влияют на один из важнейших органов. Чуть позже группа канадских исследователей во главе с Урсулой Туор выяснила, что, оказывается, глюкокортикоиды далеко не всегда действуют на мозг разрушающе. В некоторых случаях, когда во время родов происходят другие непростые для организма ребёнка процессы, такие как тяжелая гипоксия-ишемия, они наоборот мозг защищают.  Вышеописанные исследования никак не состыковались между собой, и на протяжении 50 лет наука не могла разрешить это противоречие.

«Мы обратили внимание на интересный момент: после повышения уровня гормонов стресса у матери перед родами (он, соответственно, достаётся и ещё нерождённому ребёнку) у неё происходят схватки, во время которых плод испытывает лёгкий естественный недостаток кислорода", — рассказывает Пётр Меньшанов.

— Оказалось, что и глюкокортикоиды,  и эта самая физиологическая гипоксия запускают молекулярные механизмы, которые взаимодействуя, позволяют защитить головной мозг ребёнка от разрушающего действия гормонов стресса. То есть схватки у матери полезны и необходимы для плода, если роды не затянулись.

Исследователи промоделировали процессы, происходящие при родах, на лабораторных крысах. Таким образом было изучено взаимодействие этих двух физиологических факторов и их возможные поведенческие и молекулярные последствия.

«Это пока только один из первых этапов работы, какие ещё побочные эффекты могут открыться в отдалённых перспективах, не известно. Чтобы выяснить всю последовательность происходящих молекулярных событий, необходимы дополнительные исследования, поэтому пока о клиническом внедрении говорить не стоит. Но уже можно сказать, что наши результаты позволяют оптимизировать терапевтические режимы применения аналогов глюкокортикоидов (дексаметазона, бетаметазона и других), чтобы избежать побочных последствий для развития мозга и психики ребёнка», — отмечает учёный.

Уверен, что у многих из нас рыбное хозяйство никак не ассоциируется с тепловыми электростанциями. По крайней мере, в моем воображении до определенного времени такой ассоциации не возникало. И тем удивительнее было услышать о том, что компания «СИБЭКО» начинает реализацию проекта по выращиванию зеркального карпа. Это сообщение прозвучало на пленарном заседании XII Новосибирского Инновационно-инвестиционного форма «Инновационная энергетика». Для людей непосвященных это сообщение оказалось настоящим открытием.

Начальник управления по технической политике Технической дирекции АО «СИБЭКО» Дмитрий Бражник поясняет:

«К настоящему времени накоплен опыт эксплуатации свыше 20 рыбоводных комплексов, использующих тепловую энергию ТЭС. Данные показывают, что биологическая среда, создаваемая низкопотенциальным теплом теплоэлектростанций, благоприятна для рыбоводства».

В своем докладе он отметил, что первый опыт садкового выращивания карпа на искусственных кормах – на базе отработанных теплых вод ГРЭС – был проведен еще в 1963 году в Электрогорске Московской области.

Таким образом, памятуя еще советский опыт, можно сказать, что данное направление промышленного рыбоводства в технологическом плане не является чем-то абсолютно новым. Но сама по себе идея оказалась здравой, и было бы большим упущением не воплотить ее в жизнь в наши дни, в условиях свободного рынка.

В нашей стране в течение десятилетий строились огромные тепловые электростанции, часть которых размещалась вблизи водоемов, откуда бралась вода для охлаждения конденсаторов турбин, после чего сбрасывалась в тот же водоем. Здесь вполне можно выращивать товарную рыбу в специальных садках, размещая их вблизи сброса теплой воды. Как известно, рыба – тот же карп – хорошо растет только в теплой воде (при температуре выше 20 градусов Цельсия), поэтому в наших, сибирских условиях, прирост приходится на летний период. В охладительных водоемах теплоэлектростанций, куда сбрасывается теплая вода, этот период можно заметно увеличить – почти до полугода и даже больше. И при интенсивном кормлении рыбы мы получим довольно высокий прирост массы, не достижимый в обычных водоемах.

Как показывает российский опыт, при выращивании карпа выход товарной массы составляет где-то 150 кг на квадратный метр в условиях пятимесячного теплого периода. При восьмимесячном теплом периоде выход увеличивается до 225 кг. Причем, в более холодный (зимний) период садки могут использоваться для выращивания форели. Форель, как известно, водится в холодных горных реках, поэтому, в отличие от карпа, не требует высокой температуры воды. Опыт показывает, что за пятимесячный период форель дает выход до 20-25 килограмм с одного квадратного метра. Согласно расчетам, такие рыбоводческие хозяйства становятся достаточно рентабельными, если выход товарной рыбы составляет не менее 50 тонн в год.

Искусственное выращивание рыбы в садках под открытым небом считается наиболее предпочтительным вариантом ввиду относительно небольших капитальных затрат. Похоже, компания «СИБЭКО» учла  уже имеющийся в стране опыт по части создания рыбоводческих хозяйств на свободных территориях теплоэлектростанций. По словам Дмитрия Бражника, летом 2016 года стартовал проект по выращиванию зеркального карпа в водохранилище Барабинской ТЭЦ. Туда уже выпущено 7,5 млн штук личинок. Инициаторы проекта планируют получить опыт подобного вида хозяйствования в условиях станции и рассчитывают на достижение высоких темпов роста рыбы. Главными целями, отметил Дмитрий Бражник, являются: обеспечение потребностей населения в свежей рыбе, восполнение природных ресурсов и использование низкопотенциального тепла ТЭЦ и имеющихся свободных площадей. Причем, судя по представленной схеме рыбоводческого комплекса водохранилища БТЭЦ, планируется установка садков и для выращивания форели.

Надо сказать, что рыбоводческое хозяйство при теплоэлектростанции не зависит напрямую от ее географического расположения. При отсутствии в непосредственной близости охлаждающего водохранилища можно создавать рыбоводческий комплекс закрытого типа. Попросту говоря, устраивать бассейны для рыбы на свободных площадях внутри станции.

Этот вариант также рассматривается руководством компании «СИБЭКО». Так, по словам Дмитрия Бражника, уже детально проработано предложение по созданию такого рыбоводческого комплекса на территории ТЭЦ-2. На этих площадях планируется разводить осетровых рыб.

Данный рыбоводческий комплекс состоит из серии бассейнов с системой очистки воды, постоянной циркуляции, насыщения кислородом и системой обеззараживания. Рыба будет находиться в бассейнах с высокой плотностью посадки. Преимуществами данного комплекса является высокий прирост массы рыбы, независимость от погодных условий, а также экономичное использование площадей и ресурсов. Как отметил Дмитрий Бражник, выбор размещения обусловлен имеющимся опытом эксплуатации, наличием свободных помещений и доступностью теплоснабжения. Предполагается, что этот комплекс будет производить до 25 тонн осетровых в год. Себестоимость готовой продукции составит чуть более 400 рублей на один килограмм, а сроки окупаемости не превысят пяти лет.

Разумеется, этот рыбоводческий почин энергетической компании не может не вызвать одобрения. Напомним, что в настоящее время на российском рынке доля отечественной рыбы составляет не более половины. Многие виды рыб импортируются в страну. Но в последнее время наметился заметный подъем российской аквакультуры. И, как ни странно, немалую роль в этом в этом деле играют наши энергетические компании. Как уже было сказано, сейчас два десятка рыбоводческих комплексов напрямую используют тепловую энергию теплоэлектростанций. И тот факт, что в этот процесс теперь включилась новосибирская компания, говорит о том, что наш регион старается всё-таки идти в ногу со временем.

Олег Носков

21-25 ноября 2016 года в Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ) прошла XXV Всероссийская конференция по ускорителям заряженных частиц. Важным итогом обсуждений стало формирование команды ведущих российских институтов, участвующих в создании новой установки. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) изготовит для коллайдера NICA систему электронного охлаждения (кулер) и каналы транспортировки пучков. Стоимость этих работ превышает треть миллиарда рублей. В дальнейшем участие института в проекте будет расширено.

Коллайдер NICA – первый крупномасштабный ускорительный проект, реализуемый на базе Объединенного института ядерных исследований в Дубне в рамках российской программы создания научных установок класса mega-science. На сверхпроводящем коллайдере NICA будут созданы уникальные условия для изучения самых актуальных фундаментальных проблем человечества: загадки эволюции Вселенной после Большого взрыва, поведения ядерной материи в экстремальных состояниях, природа нейтронных звезд и физики спина.

Академик РАН, вице-директор ОИЯИ, руководитель проекта NICA, профессор кафедры теории систем управления электрофизической аппаратурой СПбГУ Григорий Владимирович Трубников отметил, что проект такого масштаба возможно реализовать, только объединив усилия научных школ и уникальных технологических производств, ведущих исследовательских центров нашей страны «Это по-настоящему международный мега-сайенс проект, – прокомментировал учёный, – который в данный момент сооружают 26 стран мира на базе ОИЯИ в Дубне. Среди российских организаций это Институт ядерных исследований РАН, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (Институт теоретической и экспериментальной физики, Институт физики высоких энергий, Петербургский институт ядерной физики), институты Росатома, Научно-исследовательский институт ядерной физики  МГУ и, в первую очередь, Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН».

Метод электронного охлаждения пучков тяжелых заряженных частиц был впервые предложен и реализован в новосибирском ИЯФ более полувека назад и стал сенсацией в области ускорительной физики, так как кардинально расширил возможности эксперимента. С тех пор институт является мировым лидером в этой области. «Мы уже сделали систему охлаждения для бустера NICA, – комментирует доктор физико-математических наук, заместитель директора ИЯФ СО РАН Евгений Борисович Левичев, – теперь мы будем разрабатывать аналогичную систему для самого коллайдера. Для нас это определенный вызов, потому что энергия, на которую должен быть рассчитан кулер, крайне высока – 2,5 миллиона электрон-вольт».

Для того чтобы доставить пучки ионов из накопительного кольца (бустера) в Нуклотрон, новосибирцы изготовят канал транспортировки пучков ионов. Его длина составит более 30 метров.

«Совсем недавно, – поясняет директор ИЯФ СО РАН, академик РАН Павел Владимирович Логачёв, – мы завершили создание и приступили к активной эксплуатации систем каналов транспортировки пучков между инжекционным комплексом ВЭПП-5 и коллайдерами нашего института. Протяженность каналов – сотни метров, и это колоссальный опыт, который пригодится нам в проекте ОИЯИ. Конфигурация транспортной системы NICA будет напоминать штопор. Сложность в том, чтобы провести по этому «штопору» пучок, с одного этажа на другой, и не нарушить его параметры».

Кроме того, ИЯФ СО РАН будет разрабатывать для проекта NICA ускоряющую систему, каналы транспортировки частиц в коллайдер, а также выполнять теоретические расчеты. Соответствующие договоры будут подписаны в следующем году.

Справка

НИКА – ускорительный комплекс класса mega-science, который создается на базе Объединённого института ядерных исследований (Дубна, Россия). Основная цель экспериментов на новом коллайдере – изучение свойств плотной барионной материи, кварк-глюонной плазмы – состояния вещества, в котором пребывала наша Вселенная первые мгновения после Большого Взрыва. Кроме этого на пучках комплекса NICA планируются исследования в области материаловедения, нано- и пикотехнологий, медицины, биологии, электроники, программ Роскосмоса, ядерной энергетики и безопасности, криогенной и сверхпроводящей техники. В создании комплекса участвуют ученые из 70 институтов 26 стран мира.

ИЯФ СО РАН – крупнейший академический институт страны, один из ведущих мировых центров в области физики высоких энергий и ускорителей, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В институте ведутся крупномасштабные эксперименты по физике элементарных частиц на электрон-позитронных коллайдерах и уникальном комплексе открытых плазменных ловушек, разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах. По большинству своих направлений Институт является единственным в России.​

Алла Сковородина

23-24 ноября в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» прошла IV Сибирская межрегиональная конференция «Современные подходы к организации юннатской деятельности» (4SRC2016).

Открывая конференцию, заместитель директора ФИЦ Алексей Кочетов отметил, что число участников с каждым годом растет и это серьезный аргумент в поддержку перспективности юннатского движения как формы экологического воспитания школьников. А также – в деле подготовки будущих исследователей и сотрудников научных институтов.

Эту тему развил в своем выступлении руководитель департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области Юрий Марченко. Он отметил, что сегодня человечество достигло огромных возможностей в использовании окружающей нас природы и, в силу этого, постоянно рискует выйти за допустимые пределы такого воздействия. И негативные последствия взаимодействия человека и природы могут оказаться необратимыми. Такая ситуация требует от людей очень осторожного и взвешенного поведения в отношении окружающей среды.

– Но этого нельзя достичь, просто читая какие-то методические рекомендации, – подчеркнул он. – Мы должны с начальных стадий нашего формирования как личности, как специалиста, впитывать основы такого грамотного и внимательного отношения к природе. Поэтому можно сказать, что юннатское движение, которому скоро исполнится сто лет, стало одним из первых рубежей охраны окружающей среды. А подобные мероприятия, проводимые на базе таких научных школ, как «ИЦиГ СО РАН», приобщение к их багажу знаний, позволяют выводить экологическое воспитание на качественно новые уровни. Поэтому участие в этой конференции очень полезно для всех ее участников, как юных, так и зрелых.

Программа первого дня конференции включала в себя серию докладов руководителей различных юннатских организаций от Екатеринбурга до Кемерово. А юных участников ждали несколько лекций и практических занятий, подготовленных сотрудниками Федерального исследовательского центра. Особенно яркие впечатления оставила лекция д.б.н. Павла Бородина «Интересный доклад. Как завоевать аудиторию?». Тема оказалась актуальной не только для школьников, но и для их преподавателей. Кроме того, юннатов ожидали экскурсии в Центры коллективного пользования «ИЦиГ СО РАН» и Технопарк новосибирского Академгородка.

– Очень порадовал тот факт, что многие ребята не просто любят природу, но и интересуются наукой, понимают термины, которые мы использовали во время экскурсий, – подчеркнул научный сотрудник лаборатории биоинформатики растений Алексей Дорошков. – Мне вообще не очень понятен термин «юный натуралист». Натуралист – это тот, кто интересуется природой. И в этом плане художник, который рисует лес – тоже натуралист. Это, конечно, хорошо, но у меня, как у ученого, несколько иные интересы. И было приятно видеть среди ребят много тех, кому близок именно научный подход. Высокий уровень знаний, например, показали воспитанники Станции юных натуралистов из Краснообска, да и не только они.

Свои познания в биологии школьники смогли продемонстрировать во второй день работы конференции, который был посвящен заслушиванию их докладов и результатов исследовательских проектов. О серьезном уровне работ юннатов говорят их названия, вот лишь некоторые: «Фауна рептилий и амфибий среднего течения реки Бердь в окрестностях села Никоново» (Никита Кудрявцев, Лаборатория экологического воспитания ФИЦ «ИЦиГ СО РАН»), «Видовой состав и динамика активности стрекоз Южного побережья озера Байкал» (Павел Суднев, р.п. Кольцово), «Влияние условий содержания и кормления на яйценоскость кур (Елена Логинова, г. Омск), «Дыхательная активность как критерий оценки состояния городской почвы» (Алина Шабурова, пос. Краснообск).

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