Как из тепла сделать… холод?

В нашем воображении само понятие «теплофизика» обычно связывается с производством тепла,  эффективностью сжигания топлива, с получением энергии. Понятно, что для жителей Сибири тепло стоит на более важном месте, нежели холод. Тем не менее, производство холода – это тоже одна из актуальных задач для ученых, работающих в области теплофизики. И самое примечательное – для производства холода они предлагают привлекать всё то же тепло!

Зачем нужно производить холод, думаю, многим из нас понятно. Холод нужен для хранения продуктов, для создания благоприятного микроклимата в помещениях, для определенных производственных процессов. У каждого из нас в доме стоит холодильник,  все нормальные общественные здания оборудованы кондиционерами. Представьте себе кафе, магазин, гостиницу или бизнес-центр без кондиционера, и вы поймете, что система охлаждения не менее важна, чем система отопления, даже если речь идет о Сибири. Зимой, ясное дело, мы нуждаемся в тепле. А летом? Лето в наших краях тоже иногда бьет рекорды по жаре. А уж про южные страны и говорить нечего.

Короче говоря, современные параметры комфорта и потребность в хранении продуктов так или иначе требуют производства холода. И надо сказать, что из года в год потребность в искусственном холоде увеличивается как в России, так и за рубежом.

Как производят холод? На сегодняшний день существует два основных типа холодильных машин – парокомпрессионные холодильные машины и абсорбционные бромистолитиевые машины. Первый тип нам хорошо известен – так устроены наши бытовые холодильники, работающие от электросети. Работа таких машин основана на изменении агрегатных состояний холодильного агента – хладона (фреона) – под воздействием механической энергии. Для превращения электрической энергии в механическую здесь, как мы знаем, используются компрессоры.

Что касается холодильных машин второго типа, то их работа основана на химическом взаимодействии веществ рабочей пары – абсорбента и хладогента, и изменении агрегатного состояния хладогента под воздействием тепловой энергии. Иначе говоря, для своей работы такие машины используют тепло.

Для своей работы абсорбционные бромистолитиевые машины используют тепло  И вот здесь мы как раз и подходим к самому важному моменту, касающемуся холодильных машин второго типа. Так вот, если в первом случае нам для производства холода необходимо тратить электроэнергию, то во втором случае мы вполне можем использовать «лишнее» тепло, которое при иных обстоятельствах очень часто вылетает в трубу (в буквальном смысле). Конечно, греющими источниками для таких машин могут служить и обычные энергоресурсы – газ или  мазут, но также можно вовсю использовать пар из котельных, промежуточные отборы ТЭЦ, горячую воду, дымовые газы или отходящие пары производств. Иначе говоря, тепло, выбрасываемое в атмосферу, благодаря абсорбционным машинам вполне пригодно для производства холода. То есть, в этом случае нет необходимости тратить ценные энергоресурсы - достаточно рачительно использовать «излишки» тепла, коих особенно много образуется как раз в летний период, когда имеет смысл охлаждать помещения.

Надо сказать, что экономичность – это одно из важнейших преимуществ абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин перед парокомпрессионными. Как мы понимаем, в условиях постоянного роста тарифов на электроэнергию это становится особенно важно.

Другое немаловажное преимущество – экологичность, связанная с  отсутствием хладонов (фреонов), применение которых ограничено во многих странах в соответствии с Монреальским и Киотским протоколами. На бромистолитиевые машины подобные ограничения не распространяются. Используемый здесь в качестве абсорбента водный раствор бромистого лития является нелетучим и нетоксичным, относящимся к малоопасным веществам.

Еще одно преимущество связано с низким уровнем шума при роботе. Также можно упомянуть простоту в обслуживании, длительный срок службы и пожаро- и взрывобезопасность.

Благодаря указанным преимуществам такие машины в состоянии найти широкое применение как в быту, так и в хозяйственной деятельности.  Спектр их применения достаточно широк – от металлургических предприятий, атомных электростанций, нефтехимических комбинатов – до тепличных хозяйств, многоквартирных домов, торговых центров и прочих общественных зданий, где требуется создать комфортный микроклимат. И самое важное (подчеркнем еще раз), этого комфорта можно добиться при минимальных затратах электроэнергии!

Разрабатывают ли в нашей стране такие машины? Да, разрабатывают! И даже производят. Как раз такой образец, разработанный специалистами Института теплофизики СО РАН, производится в Кемеровской области. Причем важно заметить, что отечественные машины обладают некоторыми  преимуществами в сравнении с иностранными.  Например, они, что называется, «подстраиваются» под конкретного потребителя. Наши специалисты используют гибкую систему проектирования и осуществляют сборку на самом объекте. Причем, заказчикам они могут предложить машину очень большой мощности – до 5,3 МВт. Кроме того, учитывая сложные реалии, разработчики предусмотрели  – специально для аварийных случаев – дублирование автоматической системы управления ручной системой (с помощью «кнопочек»). 

Однако такой индивидуальный подход выявил и свои слабые места. Речь идет о рыночной конкуренции с зарубежными серийными образцами (поступающими, главным образом, – из Китая). Так, зарубежные производители, «штампующие» такие машины на конвейере, в состоянии прибегнуть к демпингу. А если говорить о китайцах, то те вообще могут рассчитывать на государственную поддержку, осуществляя завоевание российского рынка. Нашим производителям государство помогать не собирается (и не будет).

Так что пока еще о серийном производстве отечественных машин речь не идет. Это, конечно, только в планах. Поэтому в настоящее время (что очень важно), специалисты ИТ СО РАН доводят свое детище до совершенства, максимально подстраиваясь под запросы каждого потребителя. Возможно, в этом индивидуальном подходе есть свой плюс. Не исключено, что такая вот «ручная сборка» когда-нибудь станет показателем высокого качества и будет высоко оценена на рынке.

 

Олег Носков

Молодые и уже ученые. Часть 2

В первой части наш собеседник больше рассказывал о том, откуда берутся молодые ученые, сегодня же уделим основное внимание тому как они работают и живут.

– Чему или, лучше сказать, кому посвящена твоя кандидатская?

– Я изучаю красных полевок (Myodes rutilus) мышевидных грызунов. В частности, сравниваю их популяции на Телецком озере, где оптимальные условия, и у нас в Академгородке, где отнюдь не оптимальные. Мы отлавливаем животных и затем определяем их физиологическое состояние. Сейчас поясню. Для начала нужно измерить метаболизм полевок в стандартных условиях, т.е. в тех, когда они не испытывают никаких трудностей, вроде потребности в дополнительных энергозатратах на поддержание состояния организма. Затем проводим аналогичные измерения при остром охлаждении животных и смотрим, сколько они потребляют кислорода, и как, соответственно, животные двух популяций отличаются по этим показателям. Для полевок особенно тяжелым является осенне-зимний период: их замораживает, почва промерзает, а снег еще не выпадает. В Академгородке отбираются полевки, которые потребляют больше кислорода и больше снижают температуру тела при охлаждении, при этом они не замерзают. А вот на Телецком озере они и потребляют меньше, и снижают меньше.  Тот, кто не был приспособлен к резким перепадам температуры и не смог настроить свой метаболизм, умирает, не оставив потомства, поэтому отобрались самые приспособленные. Такой отбор подтверждается теорией эволюции, собственно. Но есть еще занятная штука: питаются обе популяции примерно одинаково,  что мы выяснили, сравнив количество гликогена в их печени, но популяция в Академгородке сильно размножается. Так, за весь май нам попадалась одна полевка на 100 ловушко-суток. А к августу их стало уже 20 на такое же количество ловушек. Следовательно, популяция выросла в 20 раз. На Телецком озере 20 и 50 соответственно, и популяция увеличилась всего в два с половиной раза. Также мы измерили уровень гормонов: тестостерон и кортикостерон, который является основным показателем стрессированности и подавляет размножение.  Оказывается, несмотря на то, что уровень кортикостерона у академгородковских мышей выше, размножаются они активней.

– Поскольку ты работаешь в институте, на тебя не могла не повлиять печально известная реформа РАН. Отразились ли на работе лаборатории произошедшие изменения?

– Из-за реформы у нас сейчас все больше непонятного.

Нашей лаборатории повезло: получили грант в 2013 году на три года, так что сейчас никто не страдает. Но вот в 2016 году грант заканчивается, а как после реформы будет работать РФФИ, неясно. Ходят даже страшные слухи, будто у ИСиЭЖа здание заберут.

Но, надеюсь, до этого не дойдет. Еще стало намного больше бюрократии: на каждую мелочь, каждую колбочку и пробирку нужно запускать тендеры через сайт госзакупок. Теперь реально что-то сделать быстро практически невозможно.  Люди, не связанные с наукой, даже не представляют, через сколько бытовых препятствий приходится каждый день проходить ученым, чтобы достичь хоть каких-нибудь результатов. Вот нам, например, нужно перед работой мешки вынести, лампочки поменять, морковку притащить и т.д. Физический труд сильно выматывает, как ни крути. Кроме этого, с тендерами добавилось большое количество бумажной работы

– Рассматривал ли ты когда-нибудь вариант уехать из страны?

– Я бы хотел съездить на какое-то время на стажировку, но не уехать насовсем. На мой взгляд, переезжать в другую страну немного глупо, можно ведь там не попасть в струю. И мне кажется, что за границей примерно такая же борьба за институтские ставки, как и у нас. Всем хочется работать.

 два биолога, программист и переводчик – Весьма рассудительно. Отложим немножко все эти политические дрязги, поговорим о позитивном. Получается, что ты и аспирант, и педагог, и молодой ученый, и…

– И организатор. Вот уже несколько лет я участвую в организации МНСК. Сначала занимался транспортом, затем стал работать с партнерами. Во время студенчества мне все никак не удавалось нормально выступить на конференции, зато пока я ее готовил, начал понимать, что и как нужно делать. Плюс ко всему, в МНСК меня сильно привлекла перспектива пообщаться с приглашенными экспертами. Так, например, я познакомился с Григорием Тарасевичем, редактором отдела науки в «Русском репортере». Даже дал ему наводку: тогда был бум голого земплекопа, расшифровали его геном, а никто особо не интересовался тем, что в Сибири живет слепушонка, которая, конечно, уступает первому по продолжительности жизни, но не становится от этого менее интересной.  Также я принимал участие в организации первого Новосибирского фестиваля науки "EUREKA!FEST" с Александром Дубыниным. Фестиваль – думаю, тут все со мной согласятся – был довольно-таки масштабным и весьма интересным. Поскольку было много различных мероприятий, то каждый из гостей смогу выбрать что-то для себя. По окончании фестиваля мы получили массу хороших отзывов.

– Наверное, с твоим графиком работы 24/7 времени на себя любимого и не остается? 

– Очень даже остается на самом деле. У меня есть полупрофессиональное хобби: я играю на ударных в группе «Redox».  Группа, кстати, состоит наполовину из научных сотрудников: два биолога, программист и переводчик. Играем разную музыку, свое что-то пишем. Даже концертная деятельность наблюдается. Так что если кто-то скажет, что ученые от творчества далеки, не верьте им.

 

Маргарита Артёменко

«Мы не будем прекращать сотрудничество из-за санкций»

Несмотря на политическую напряженность между Россией и США, в Москве прошел российско-американский научный симпозиум. О проблемах и перспективах российско-американского сотрудничества «Газете.Ru» рассказал профессор MIT Брюс Тайдор.

Состоявшийся симпозиум был приурочен к трехлетней годовщине партнерства между Массачусетским технологическим институтом (MIT) и Сколковским техническим университетом (Сколтех). Ведущие российские и американские ученые показали результаты своих совместных исследований и инновационные разработки. Аудиторию представляли несколько сотен ученых, студентов и предпринимателей.

Презентации были сгруппированы по четырем сессиям, представляющим четыре кластера исследований «Сколтеха»:

Биомедицинская наука и инженерия, энергетические исследования и технологии, вычислительная наука и инженерия, технологии материалов с улучшенными свойствами для авиации и космонавтики.

Так, на биомедицинской сессии профессор MIT Питер Со рассказал о двух разработках медицинского назначения, основанных на биофотонике последнего поколения.

Первая — это «умные» инъекционные иглы, которые определяют характер ткани, в которую они попадают при уколе.

Идентификация ткани на кончике иглы обеспечивается тончайшим оптоволокном внутри иглы, соединенным со спектроскопом. Спектральные характеристики тканей различны, поэтому меняются при прохождении иглы через кожу, жир, мышцы и пр. При уколе в ягодицу такой иглой нет риска попадания в сосуд. Но главное — она предназначена для эпидуральной анестезии, когда инъекция анестетика делается в спинной мозг. В 5–10% случаев такая анестезия бывает неэффективна из-за неправильного попадания, а бывают и осложнения. Спектроскопическая игла поможет точно дойти до твердой оболочки спинного мозга.

Вторая разработка — это основанный на спектроскопии неинвазивный сенсор глюкозы.

Этот прибор просто прикладывается к коже и определяют уровень глюкозы в крови без всякого прокола.

Это незаменимый прибор для контроля уровня сахара у диабетиков. В его состав входят возбуждающие и сенсорные оптические волокна и спектроскоп. Прибор прошел испытания на 17 добровольцах.

Профессор Александр Сергеев из ИПФ РАН рассказал о возможностях биофотоники для биомедицины и, в частности, об оптоакустических микроскопах, использовании фототоксичных белков для уничтожения раковой опухоли и лазерно-плазменных ускорителях как источниках высокоразрешающих рентгеновских лучей.

«Суперлекарства» на основе интерферирующих РНК представил Виктор Котелянский, руководитель Центра по функциональной геномике Сколтеха. Эти «суперлекарства» перспективны для лечения разнообразных болезней печени.

О российско-американском партнерстве в целом «Газете.Ru» рассказал профессор биоинженерии и вычислительных наук MIT Брюс Тайдор.

— В чем заключается коллаборация MIT и Сколтеха?
— Коллаборация охватывает несколько областей. Это принципы найма сотрудников и преподавателей, разработка программ обучения, принципы набора студентов и вовлечения их в исследовательскую активность. Это создание центра инновационного менеджмента, включая создание площадок для вовлечения студентов в инновационную деятельность, программная и внепрограммная активность студентов. Наконец, собственно, исследования, стратегия создания исследовательской инфраструктуры университета.

— Каковы, на ваш взгляд, наиболее успешные совместные проекты?
— Наиболее впечатляющий успех достигнут в исследованиях и инновациях в биомедицинской области, и я этому очень рад, так как это и моя область.

Это исследования стволовых клеток, РНК-исследования, дизайн лекарственных средств и прочее.

У нас прекрасная команда руководителей, набранных со всего мира, и мы сотрудничаем со всем миром. Очень успешны также исследования в энергетическом кластере, в том числе в низкотемпературных технологиях хранения энергии в сотрудничестве с MIT.

— Появились ли у вас какие-то проблемы в нынешней непростой ситуации, при сложной финансово-экономической обстановке в России и напряженности российско-американских отношений?
— К счастью, наша коллаборация уже набрала силу, и это очень хорошо. У нас не возникает ситуации, когда мы были бы вынуждены прекратить какие-то виды деятельности из-за санкций и политической напряженности, и мы намерены сделать все, что мы планировали. Хотя возникают и трудности в некоторых аспектах. Мы бы хотели, чтобы Сколтех был максимально широко вовлечен в мировое исследовательское сообщество.

Но, например, из-за колебания курса рубля к доллару и евро возможны проблемы с наймом преподавателей, с оплатой их труда.

— Что вы скажете про российских ученых и про совместную работу с ними?
— Российские ученые — это фантастика! Благодаря традициям вашей страны они сильны в математике, теоретической физике. А что касается практического применения этих наук, это как раз то, что мы в Сколтехе стараемся развивать.

И студенты Сколтеха — это фантастические студенты, студенты высшего класса.

У меня нет никакого разочарования, наоборот, сплошной восторг от работы с российскими учеными и студентами.

Луна: за границей ФКП

Выступая на V Международном симпозиуме по Солнечной системе, директор Института космических исследований РАН Лев Зелёный в своем докладе обрисовал три основных блока, которые включают лунные планы России. Первый блок предполагает реализацию проектов, утвержденных в рамках ФКП 2016–2025 годов, целью которых является достижение ближайших научных, технических и технологических целей лунной космонавтики. Второй блок должен обеспечивать создание новой техники для реализации будущих лунных проектов в период 2026– 2040 годов. Наконец, третий блок направлен на создание новых прорывных технологий, которые в соответствии с текущим прогнозом будут необходимы для реализации космических проектов на Луне и в дальнем космосе уже после 2040 года.

Как видим, горизонт планирования находится гораздо дальше границ текущей ФКП. Но даже проекты ближнего прицела уже вызвали очередной виток ернических комментариев сетевых завсегдатаев. Общий тон которых варьируется в диапазоне от «на Луне делать нечего» до «лучше бы нам каких-нибудь пряников дали».

Возникает вопрос: насколько это верно, если рассматривать не сиюминутную перспективу, а развитие человечества хотя бы в течение ближайших нескольких десятилетий?

Последовательность реализации лунной программы На протяжении всей истории цивилизации одним из главных стимулов технического прогресса было стремление к росту благосостояния. Известно, что одним из главных общих показателей уровня жизни страны или цивилизации является уровень энергопотребления. И это понятно, потому что и производство всех материальных благ, и добыча сырья для этого производства, и их транспортировка к потребителю характеризуется затраченной энергией. А сравнение уровней энергопотребления разных стран и регионов показывает заметную корреляцию между этими уровнями, материальным благосостоянием страны  и продолжительностью жизни населения.

По данным, ежегодно предоставляемым Международным энергетическим агентством (International Energy Agency, IEA), в 2011 году мировое потребление энергии только в электрической форме составило 20407 ТВт·ч. При численности населения Земли в 6,958 млрд человек получаем, что в год на одного жителя Земли приходится 2933 кВт·ч выработанной электроэнергии, или 0,33 кВт мощности. Для примера данные по некоторым странам приведены в таблице, которая наглядно показывает разрыв между регионами планеты.

  Потребление электроэнергии, КВт*ч/чел ВВП, долл. США/чел Продолжительность жизни, лет
Мужчины Женщины
США 13227 23700 76 80
Канада 16407 16000 75 82
Великобритания 5517 18400 74 80
Франция 7317 21900 74 82
Россия 6533 2300 58 72
Украина 3662 1600 62 73
Китай 3312 570 69 72
Индия 673 310 59 72
Япония 7847 2600 77 83
Египет 1676 900 69 74.2
Замбия 606 350 45 46

 

Согласно демографическим прогнозам, к концу 2050 года население Земли может составлять от 9 до 10 млрд человек. Таким образом, для того чтобы обеспечить этому населению среднегодовое потребление электроэнергии на уровне России, ее общемировую генерацию придется увеличить в 3,2 раза; до уровня развитых стран, входящих в Организацию экономического сотрудничества и развития (OECD), — в 3,9 раза; до уровня США — в 7 раз. Но, находясь на поверхности Земли, любое производство неизбежно будет взаимодействовать с экосистемой планеты. Причем взаимодействие это будет весьма неблагоприятным для последней. И если учесть тот факт, что до сих пор в мире около 70% электроэнергии вырабатывается весьма «грязными» тепловыми электростанциями, работающими на органическом топливе, а в общей структуре мирового энергопотребления органическое топливо занимает и того больше — до 90%, то становится понятным, что производство указанного выше количества электроэнергии в земных условиях чревато экологической катастрофой.

Сторонники внедрения альтернативных источников энергии (ветровых, солнечных, приливных, геотермальных и т.д.) часто забывают тот факт, что само производство ключевых конструктивных элементов таких энергостанций, в свою очередь, также потребует увеличения энергозатрат. Например, лишь недавно удалось создать солнечную батарею, которая за свой реальный срок службы на поверхности Земли выработала бы столько же энергии, сколько было затрачено на производство ее самой. Следует также помнить, что 60% используемых сегодня в земной энергетике солнечных панелей производится в Китае, где экологические требования не идут ни в какое сравнение даже с российскими. Таким образом, относительное экологическое благополучие одних стран компенсируется развитием природной катастрофы в других.

Наконец, все станции вышеприведенных типов пока не способны обеспечить мощность, сравнимую с мощностью «традиционных» энергостанций, и, скорее всего, не способны на это в принципе ввиду ограничений как природного, так и антропогенного характера.

Доля ядерной энергетики в мировой выработке энергии на 2010 год, по данным, приведенным в Renewable energy policy network FOR the 21ST century, составляла 2,7% — и уже сейчас перед странами, эксплуатирующими АЭС, стоит весьма непростая проблема утилизации отходов и отработавших срок реакторов, которая при возрастании энерговыработки может стать глобальной. Возможно, что указанная проблема является принципиально нерешаемой. Работы же в области осуществления «чистой» управляемой реакции синтеза ведутся уже не первое десятилетие, и до сих пор неясно, когда можно ожидать серьезного успеха в этом направлении — некоторые прогнозы появление первых промышленных образцов реакторов относят на период после 2100 года.

Можно ли сохранить и даже увеличить объем производства жизненных благ, снизив энергозатраты? Меры по энергосбережению, безусловно, необходимы. Но уже практика сегодняшнего дня показывает, что производство энергосберегающих устройств требует специфических условий и технологических установок, что, в свою очередь, также ведет к необходимости увеличения производства энергии для обеспечения технологического процесса. Один пример: сегодня энергосберегающие лампы по сравнению с традиционными потребляют меньше энергии в ходе эксплуатации, но  требуют более высоких затрат на производство и утилизацию.

Как видим, круг опять замыкается.

Таким образом, в случае  сохранения существующих тенденций развития промышленности, при росте населения Земли и среднего жизненного уровня современными темпами в «замкнутой» (то есть не осуществляющей освоение Космоса) цивилизации ресурсные и экологические проблемы уже в не самом отдалённом будущем приведут к началу необратимых процессов в биосфере планеты.

Сегодня в развитых странах величина совокупного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды составляет 2—7% ВНП, а природоохранные затраты достигают 3—6% ВНП. Практика показывает, что величина эта явно недостаточна, и по самым оптимистичным оценкам для полного парирования негативных последствий она должна достигать 7 — 10% ВНП, по менее оптимистичным — до 30% [5]. Если же с принятием необходимых мер опоздать, то ситуация усугубится, и тогда восстановление биосферы (если оно вообще окажется технологически возможным) потребует затрат, эквивалентных уже 40-50% ВНП [6] и даже больше. И в случае «общепланетного кризиса» значительную часть ресурсов придется сосредоточить уже на обеспечении выживания Человечества. Впрочем, будем честными — не всего Человечества, а  меньшей его части, на остальное просто не хватит сил.

Варианты выхода из ситуации возможны следующие.

Первый путь состоит в законодательном регулировании промышленного производства в глобальных масштабах, сознательном снижении жизненного уровня в развитых странах, помощи развивающимся странам, преимущественном развитии биотехнологий, свертывании энерго- и материалоемких, экологически сложных отраслей промышленности, то есть фактически в добровольном возвращении к уровню примерно XIX века.

Однако при нынешней численности населения планеты, превышающей население двухвековой давности примерно в семь раз, этот путь ведет к массовому голоду, социальным потрясениям и развалу цивилизации. Кроме того, если смотреть на вещи реально, то представляется весьма сомнительным, что развитые страны пожелают добровольно снизить уровень жизни своего населения, а стремительно развивающиеся гиганты типа Китая или Индии согласятся отказаться от возможности (пусть даже кажущейся) достичь уровня жизни современных развитых стран.

В качестве некоего подварианта этого пути могу привести цитату из одной интернет-дискуссии: «Насчет нехватки ресурсов — их не хватает тому количеству населения, что есть в данный момент. Сократить популяцию на треть и все проблемы нехватки ресурсов исчезнут!» Так и хочется поинтересоваться, а каким образом автор данного предложения предполагает осуществлять его на практике и, главное, с кого он предложит это сокращение начать.

Существенно смягчить ситуацию могла бы рационализация структуры потребления и отказ от тех его составляющих, «необходимость» которых для человека не столько объективна, сколько создана искусственно в интересах производящих компаний. Однако, опять же, — это вряд ли возможно в условиях экономики, ориентированной в первую очередь на извлечение как можно более быстрой прибыли.

Второй путь предполагает «СуперНТР», представляющую собой форсированное развитие принципиально новых технологий и изменение физической основы применяющихся в промышленности технологических процессов. Например, специалистами самарского ЦСКБ «Прогресс» было подсчитано, что замена традиционного способа производства вафельной оболочки топливного бака сверхтяжелой ракеты-носителя (прокат плиты толщиной до 40 мм, фрезерование  вафельной обечайки, при котором 95 процентов материала уходит в стружку, сварка лазером в аргонной среде и т.д.) на формирование того же бака путем молекулярной сборки приводит к сокращению энергозатрат в 5 раз! Безусловно, такой путь  должен стать магистральным путем развития производства, однако представляется сомнительным, чтобы реальные успехи в этих направлениях были достигнуты в ближайшие десятилетия.

И наконец, третий путь: не прекращая работ по второму направлению, разработать и начать осуществление программы выноса энергоемких и экологически грязных производств за пределы Земли. При этом задачи космонавтики окажутся неразрывно связаны с широкомасштабной индустриализацией космического пространства. И первыми космическими производственными объектами станут именно объекты энергетического комплекса.

ККСЭС концепции П. Глейзера с жесткой конструкцией ФЭП (1968 год) Преимущества космических солнечных электростанций (КСЭС) с точки зрения потерь энергии вполне ощутимы. Так, КПД самых современных ТЭС составляет 35-40%, однако в большинстве случаев его величина находится на уровне 25%,  использование парогазовых установок может повысить его значение максимум до 60%. То есть потери составляют от 40 до 75% — понятно, что потерянная энергия идет на повышение температуры земной атмосферы. В среднем же считается, что вся земная энергетика при выработке 1 кВт*ч электроэнергии в атмосферу выбрасывает более 2 кВт*ч (то есть теряется 66% энергии). КПД приемной ректенны, преобразующей энергию падающего СВЧ-излучения в энергию постоянного тока в экспериментах, осуществлённых ещё в 1976 году, составлял 80%, по современным оценкам он может составлять 85-90% (наивысшее значение, достигнутое в лабораторных условиях, — 91,4%[7]). Принимая КПД прохождения атмосферы равным 90%, получаем, что из потока энергии, подошедшего к Земле, потеряно будет 20-25%. Разница весьма заметна.

С инженерной точки зрения существуют следующие основные концепции космического энергоснабжения Земли:

  1. на базе КСЭС, размещаемых на низких околоземных орбитах (предложение НПО им. С.А. Лавочкина, Россия);
  2. на базе КСЭС, размещаемых на геостационарной орбите (проект ЦНИИМаш, Россия; проект SolarBird, Япония; КСЭС по программе Пентагона 2007 года, США; проект SolarenСША);
  3. на базе КСЭС, размещаемых в точках Лагранжа (проект РКК «Энергия», Россия);
  4. на базе лунных солнечных электростанций (Лунная космическая солнечная электростанция — ЛСЭС) с использованием орбитальных ретрансляторов энергии (Центр Келдыша, Россия; концепция Крисвелла, США);
  5. на базе ЛСЭС с прямой передачей энергии (предложение Shimizu Corporation, Япония).

Глобальная лунная СЭС (проект Shimizu corporation) В нашей стране в ходе проработок, в которых принимали участие предприятия космической и радиоотраслей (коротко об этих проектах упоминалось в статье «На Марс — чтобы жить!», опубликованной в «ТрВ» № 129), были предложены различные варианты конструкции и орбитального размещения космических солнечныхэлектростанций (КСЭС). Однако во всех случаях речь шла о спутниках-электростанциях мощностью 1–10 ГВт. Это мощность станции, которая может иметь значение для энергоснабжения ограниченного региона. С одной стороны, эта цифра восходит к первым проектам (начиная с предложения П.Глейзера 1968 года), в которых КСЭС рассматривались лишь как региональный источник энергии. С другой — дальнейшее наращивание мощности единичного КА приведет к значительному увеличению габаритов орбитальной конструкции, усложнению динамики и управления, а, следовательно, и возрастанию вероятности аварии. Но если ставить цель увеличить выработку космического сегмента энергетики до значений, сравнимых с современной выработкой земной энергетики, то нужно будет вывести на орбиту, в лучшем случае, сотню таких электростанций.

Но если поставить задачу увеличить суммарную мощность космической энергетики хотя бы до 1 ТВт (что в 2,6 раза меньше суммарной мощности производства электроэнергии в мире на 2013 год), то потребуется, в лучшем случае, сотня таких электростанций. Каждую из которых нужно будет вывести на орбиту, обслуживать в орбитальных условиях, а после снижения мощности ниже приемлемого значения — утилизировать, и на ее место выводить новую. Если же мощности в 10 ГВт по каким-либо причинам достичь не удастся, то потребуется уже целый «орбитальный рой» из нескольких сотен станций, совместное управление полетом и функционированием которых представляется труднореализуемым.

Следует также отметить, что конструкции с традиционными каркасными фотоэлектронными преобразователями (ФЭП) с жесткой подложкой при таких мощностях будут иметь запредельную массу – так, в проекте американской компании Solaren масса КСЭС мощностью 1 ГВт оценивается в 10 тысяч тонн. Разработчики российских КСЭС утверждают, что революционно снизить её удастся с применением центробежных бескаркасных конструкций тонкоплёночных ФЭП, развертываемых и удерживаемых в развернутом положении за счет вращения КА. В работах, посвященных этой теме, часто упоминается ссылка на эксперимент «Знамя-2», успешно осуществлённый 4 февраля 1993 года. Тогда с помощью установки, размещённой на корабле «Прогресс-М15» в космосе было развернуто зеркало-отражатель диаметром 20 м, материалом которого служила плёнка толщиной 5 мкм. Но в 1999 году эксперимент «Знамя – 2.5», в котором диаметр зеркала составлял 25 м, закончился неудачей, в итоге эксперимент «Знамя – 3», предполагавший развертывание отражателя диаметром 70 м, так и не состоялся. Удастся ли на практике развернуть «парус» диаметром 3 километра, необходимый для КСЭС мощностью 1 ГВт — пока остаётся только гадать. Кстати – даже если принять перспективную ожидаемую удельную мощность тонкопленочных батарей на базе арсенида галлия в 5000 Вт/кг [9], то масса только поверхности ФЭП станции мощностью 10 ГВт составит 2000 тонн. Посчитать величину грузопотока на геостационарную орбиту, который потребуется реализовать при развертывании даже нескольких таких станций (не говоря уже о нескольких сотнях), и сделать весьма неоптимистичные выводы, думаю, несложно. Предложения использовать для вывода такой массы наземных электромагнитных ускорителей вряд ли выйдут за рамки теоретических проработок. Впрочем, даже чисто физически разместить подобный «флот» на геостационарной орбите, где уже сейчас становится тесновато, вряд ли будет реально.

Таким образом, вне зависимости от используемого принципа передачи энергии на поверхность Земли, система орбитальных КСЭС при высокой конструктивной и эксплуатационной сложности потребует вывода значительной массы с поверхности Земли. И при характеристиках, вполне достаточных для ее использования в качестве регионального источника энергоснабжения, по всей видимости, она не обладает потенциалом для развития до уровня основной системы энергоснабжения планеты.

Именно поэтому значительно более привлекательной выглядит идея размещения КСЭС не на орбите (хотя, возможно, какое-то количество орбитальных КСЭС будет создано и развернуто), а на поверхности Луны.

Основным преимуществом такого подхода является то обстоятельство, что с Земли в космос нужно вывести только модули лунной базы и оборудование робототехнического комплекса, с помощью которого производство панелей ФЭП будет осуществляться уже непосредственно на поверхности Луны из местного сырья. Сами панели при этом будут не висеть в пространстве, а закрепляться на поверхности небесного тела, что снимает большую часть проблем, возникающих при орбитальном базировании.

Наконец, появляется возможность практически безгранично увеличивать площади ФЭП таких станций, при этом никакой дополнительной массы сырья с Земли не выводится (за исключением расходных материалов, необходимых для обеспечения работы обитаемой луной базы и производственного комплекса). Тем самым открывается путь к наращиванию космического сегмента энергопроизводства до мощностей, сравнимых с мощностями всех наземных электростанций, потребляющих невозобновляемые ресурсы.

Доводы о том, что малейшее отклонение передающего энергетического луча чревато катастрофой, несостоятельны, поскольку средняя плотность потока энергии на ректенне  составляет 10-50 Вт/м2 для СВЧ и 5000 Вт/м2 для лазера [11] и весьма далека от «апокалиптических» значений, а возможность более плотной фокусировки, скорее всего, будет исключена конструктивно (для сравнения — в испытанной недавно в США боевой лазерной установке High Energy Laser Mobile Demonstrator энергия в 10000 Вт передается лучом диаметром в 2.5 см). Более того — в силу самого расположения за пределами Земли ЛСЭС гораздо более устойчива к земным стихийным бедствиям и социальным конфликтам, чем даже наземная АЭС, последствия аварии или теракта на которой будут воистину катастрофическими.

Что делать?

Автору довелось участвовать в пока предварительных проработках стратегии освоения Луны в рамках НИР, где в качестве одной из первых задач лунного производства рассматривалась именно выработка энергии. Схема реализации такого плана в ней представлялась следующим образом.

На I этапе осуществляется развертывание «пионерской» базы на поверхности Луны, — собственно, именно эта часть работ и рассматривается в новой редакции ФКП. Основные требования к такой базе мы уже рассматривали (ТрВ-Наука № 164) в предыдущей статье.

После завершения строительства базы начнется II этап, связанный с ее дальнейшим развитием и переходом на использование местных ресурсов. На этом этапе осуществляется создание и апробация технологических демонстраторов. В первую очередь нужно будет отработать в лунных условиях добычу веществ наиболее критичных для жизнеобеспечения лунного форпоста: воды, кислорода и, возможно, водорода. Кроме того, необходимо будет отработать технологию получения основного для осуществления энергетического проекта элемента — кремния.

На III этапе осуществляется промышленное освоение технологии производства панелей ФЭП на основе лунного кремния, — можно сказать, что именно тогда на Луне появляются первые заводы. По всей видимости, параллельно предстоит построить несколько орбитальных КСЭС, выводимых с Земли, для отработки технологии передачи энергии на Землю и осуществления ее приема; думается также, что такие станции удобно будет использовать для энергоснабжения удаленных регионов нашей страны.

IV этап предполагает развертывание опытной электростанции и осуществление технологического эксперимента по передаче энергии на Землю; вероятно, на этом этапе следует рассматривать ЛСЭС с конечной мощностью, не превосходящей нескольких гигаватт.

На V этапе осуществляется последовательное увеличение мощности ЛСЭС и начало промышленной передачи электроэнергии на Землю.

И наконец, наступает VI этап, который предполагает сокращение энергопроизводства на поверхности планеты, в первую очередь на тепловых электростанциях, с соответствующим повышением энерговыработки ЛСЭС.

Таким образом, полеты к Луне и строительство посещаемой базы на этот раз являются первыми шагами к достижению стратегической цели — обеспечению доступа к лунным ресурсам и их вовлечения в промышленный оборот. Вместе с этим, естественно, будет решаться и широкий круг задач как научного, так и технологического характера.

В завершение несколько слов об экономической эффективности. К сожалению, детальный и доказательный её расчет потребует отдельной статьи и явно выйдет за рамки данного материала. Тем более, что при сравнении ЛСЭС и наземных станций нужно учитывать не только затраты, связанные с доставкой на поверхность Луны необходимого оборудования и с эксплуатацией комплекса, но также, с другой стороны, честно рассчитывать затраты, обусловленные парированием вреда, наносимого Земле при добыче топлива для наземных ТЭС и АЭС, при его транспортировке и переработке, в ходе самого процесса получения энергии, её доставки до потребителя и переработке отходов производства. Причем сравнивать нужно наземный и космический энергокомплексы, как минимум, регионального (а лучше – глобального) масштаба с близкой по величине выработкой энергии. Так, для лунных энергостанций, согласно приведенным в [10] оценкам, при мощности  в 1 ГВт стоимость энергии действительно будет составлять весьма значительную величину 1,4 долл./кВт*ч. А вот для комплекса мощностью 3 ТВт она составит уже 0,01 долл./кВт*ч. Для сравнения — стоимость энергии, производимой на ТЭС, в среднем составляет ~ 0,1 долл./кВт*ч.

Космическая энергетика относится к той категории проектов, которые нельзя реализовывать из расчета на «чуть-чуть», поскольку ее эффективность растет по мере роста масштабов и мощностей. И точно так же, как многоразовую транспортную космическую систему имеет смысл внедрять только при наличии большой величины грузопотока «Земля — орбита — Земля» (при единичных пусках МТКС неизбежно проигрывает в эффективности традиционным одноразовым носителям), лунную энергосистему имеет смысл развивать только при твердом намерении идти вперед по выбранному пути до конца. Впрочем, как было показано выше, другие пути вряд ли можно считать привлекательными для человечества.

Хрущевки Академгородка признаны качественным и по-прежнему прочным жильем

23 дек 2014 - 15:59

Согласно исследованиям Геофизической службы Сибирского отделения РАН (ГС СО РАН), хрущевки в Академгородке построены прочнее, чем положено в 2–3 раза. «Выяснилось: построено такое жилье было очень качественно, прочнее, чем положено, в 2–3 раза, и, несмотря на то, что износ сейчас должен быть порядка 70–80 %, по нашим наблюдениям, он составил всего 25–30 %», – утверждает директор ГС СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Виктор Селезнёва. Степень изношенности зданий определена по уникальной технологии, разработанной учеными ГС СО РАН. Как сообщает издание «Наука в Сибири», метод «позволяет вычленять именно собственные колебания сооружений, регистрируя и выделяя из них когерентные составляющие, т. е. так называемые стоячие волны. Анализ амплитуд и фаз последних позволяет уже говорить о том, насколько устойчиво то или иное здание, нет ли в нем трещин или иных дефектов». Согласно квалиметрической методике оценки технического состояния зданий, при физическом износе в 21–30%, техническое состояние дома признается удовлетворительным, требуемые ремонтные мероприятия – капитальный ремонт выборочный.

Сибирские ученые разработали технологию поиска углеводородов с помощью пневмопушки

23 дек 2014 - 15:54

Ученые Геофизической службы Сибирского отделения РАН разработали методику поиска нефти и газа с помощью пневматической пушки, сообщает издание Сибирское отделение РАН "Наука в Сибири".

"Ученые используют то, что в России очень много рек. Сам процесс происходит с помощью кораблей и специальных сейсмических "кос", которые раскладываются по дну, или приборов, устанавливаемых по берегу - а непосредственно по водной глади двигается плавсредство с компрессором и "пушкой", - говорится в сообщении.

Сейсмические волны генерируются за счет того, что в "пушку" подается воздух под давлением до 150 атмосфер, а затем резко выбрасывается, и получается хлопок.

Отмечается, что хлопок не убивает рыбу, а отталкивает ее.

По словам директора Геофизической службы СО РАН Виктора Селезнева, это экологически чистая процедура, ее применяли на Оби, Лене, Енисее, Тунгуске, Байкале и Телецком озере.

"У нас очень часто нефтяные или газовые месторождения находятся под какими-либо водоемами. При использовании этой технологии не нужно делать взрывы или рубить сейсмические профили, а материал получается того же качества", - отмечает ученый.

Он также отмечает, что при разработке месторождений необходимо проводить сейсмический мониторинг, достаточно густо устанавливая сейсмологические станции.

С их помощью можно наблюдать за подкачкой воды к нефтяному пласту, а также контролировать технологический процесс: если насос, который качает углеводороды, выйдет из строя, потому что в этом случае его собственные сейсмические волны будут иметь другие характеристики.

Таким же образом можно определить положение гидроразрыва.

На суше в качестве альтернативы взрыву используются мощные вибрационные устройства, излучающие сейсмоволдны в течение нескольких часов.

"Сейсмограмма такая же, как при взрыве пяти-восьми тонн тротила, но последний - ситуация фактически одномоментная", - отмечает В.Селезнев.

По его словам, на востоке России Геофизическая служба СО РАН выполнила работы на профилях протяженностью более 10 тысяч километров в труднодоступных районах Дальнего Востока, Якутии, Забайкалья.

"В конце концов, мы делаем УЗИ Земли. Определяем картинку. Технология практически та же самая, только очень разный масштаб. Можно понять, где находятся месторождения и как расположено их основное тело, но это уже глубины в километры и десятки километров", - говорит В.Селезнев.

Первый запуск новой российской ракеты «Ангара-А5» прошел успешно

23 дек 2014 - 15:52

Ракета «Ангара-А5» стартовала во вторник утром с космодрома Плесецк и успешно вывела на орбиту макет космического аппарата, выполнив все задачи первого испытательного пуска.

«Это означает, что у России появился новый современный и экологически чистый носитель тяжелого класса», - сказал руководитель Роскосмоса Олег Остапенко.

«Я поздравляю всех тех, кто был причастен к этому запуску и созданию этой ракеты – конструкторов, инженеров, рабочих, военных. Благодарю вас за ваш самоотверженный труд», - добавил он.

Ракета «Ангара-А5» - первая российская ракета-носитель тяжелого класса, разработанная целиком в постсоветский период. Она сможет выводить на низкую околоземную орбиту аппараты массой до 24 тонн, и до 4 тонн – на геостационарную орбиту.

В отличие от многих других ракет «Ангара-А5» работает не на токсичных компонентах топлива, а на кислороде и керосине.

«Ангара-А5» стартовала во вторник в 08.57 мск с космодрома Плесецк. Через 12 минут от ракеты-носителя отделился головной блок, состоящий из весового макета космического аппарата и разгонного блока «Бриз-М». Разгонному блоку еще предстоит вывести макет на геостационарную орбиту высотой 35,8 тысячи километров.

Молодые и уже ученые

Когда речь заходит о молодых ученых, не посвященные в тайны Академгородка жители Новосибирска немного теряются: ученые и молодые? Это, конечно, нелепый стереотип, но от того не менее живучий. Со словом «ученый» вообще обычно возникает две ассоциации: ученый кот Александра Сергеевича Пушкина и какой-то размытый портрет показывающего язык Альберта Эйнштейна. Чтобы развеять все мифы, мы запускаем серию интервью с исследователями, относительно недавно вступившими в научное сообщество. И первым нашим гостем стал Иван Поликарпов, выпускник факультета естественных наук НГУ, сотрудник лаборатории структуры и динамики популяции животных Института систематики и экологии животных СО РАН, аспирант НГУ, сотрудник центра внеучебной и воспитательной работы НГУ, музыкант, преподаватель и просто интересный собеседник. 

– Иван, предлагаю начать с истоков. Как вообще так сложилось, что ты попал на ФЕН в НГУ?

Я с самого детства увлекался биологией в тех или иных ее проявлениях. Плюс ко всему, родители и школьные преподаватели всеми возможными способами поддерживали мои начинания в этой области. Сделаю небольшое лирическое отступление, которое, впрочем, косвенно относится к теме.

Однажды, будучи еще совсем мальчишками, мы с братом увидели огромное количество куколок бабочек-боярышниц. Естественно, мы, удовлетворяя свое любопытство, собрали бабочек, сложили в коробку, а потом благополучно забыли про них. Зато спустя какое-то время, вспомнив о своих несчастных «заложниках» (но мы проверяли периодически их состояние), мы обнаружили, что все бабочки вылупились.

Потрясающе интересное зрелище, очень живое, естественное и вместе с тем завораживающее.  Это до сих пор является чуть ли самым ярким впечатлением из моего детства, хотя, конечно, отнюдь не только красота бабочек-боярышниц побудила меня заняться естественными науками.  В школе я всегда участвовал в олимпиадах, занимал места, и в итоге мои старания, можно сказать, окупились. Замдиректора по воспитательной работе Любовь Валентиновна убедила родителей перевести меня в школу-интернат в Железногорск, Красноярского края. Там-то я уже более серьезно начал готовиться к поступлению в вуз. Сначала хотел учиться на медицинском факультете в Красноярске, но потом мне рассказали об Академгородке, о НГУ, о суровой, но очень интересной научной деятельности, и в итоге я поступил в Новосибирск. Несмотря на то, что я не знал, куда еду и зачем, о выборе ничуть не жалею. Сейчас, кстати, существует довольно большая проблема: школьники старших классов совершенно не осведомлены о внутренней жизни университетов. В итоге получается, что поступление на тот или иной факультет часто не является обдуманным решением. Все знают, как это бывает: друг пошел на физический, вот и я пойду на физический, или родители юристы, так и мне юристом быть. Это, конечно, не повсеместно происходит, но тем не менее. Наверное, нужно чаще проводить дни открытых дверей, выезды с лекциями студентов НГУ, как делают ребята из проекта «Наука Детям», знакомить будущих абитуриентов с жизнью и атмосферой каждого факультета. 

– Насколько я знаю, ты, помимо всего прочего, занимаешься еще и педагогической деятельностью?

Да, есть такое. На третьем курсе я вдруг осознал: хочу преподавать. Может быть, этот порыв души связан как-то с тем, что у меня есть младший брат. В общем я захотел получить доступ к школьниками. И как раз в то время я узнал о проекте «Наука детям», суть которого довольна проста: студенты, желающие попробовать свои силы в преподавании, ездят по школам и рассказывают детям интересные лекции. «Наука детям» – идея Александры Пыряевой, она все придумала с командой ребят, выиграла грант В. Потанина в 2008 году и осуществила задуманное.

Это был такой камерный проект, но меня он прямо подкупил. В итоге в сентябре 2011 г. я уже читал свою первую лекцию о гормонах в гимназии «Горностай» для 10-11 классов. Поначалу боялся ужасно, но все прошло хорошо. И до того мне понравилось, что и дальше стал участвовать.

Участвовал я участвовал и «доучаствовался»: стал капитаном команды биологов, что уже  более ответственная должность. В мои обязанности входила организация выездов студентов, набор людей в команду биологов, определение линий развития и т.п. В рамках проекта я даже свозил команду биологов в родную школу в Железногорске, познакомиться, так сказать. Еще участвовал в организации выезда на Летнюю школу Русского Репортера в 2012 и 2013 гг. Много всего было интересного. Затем я проект покинул, но преподавание не бросил: веду теперь штатную преподавательскую деятельность в объединении «Планета “Изумрудный город”», занимаюсь со школьниками-олимпиадниками 7-11 классов на базе ДДТ им А. И. Ефремова.

– А как ты бурную деятельность совмещал с учебой? Курсовые, практики, диплом в конце концов?

С учебой у меня никогда особых проблем не было. Хотя, честно говоря, матанализ я в первом семестре сдавал три раза. С непривычки, видимо. А насчет совмещения…Все всегда идет параллельно: учеба, преподавание, научные изыскания неразрывно связаны в моей жизни. К школьниками я пошел, чтобы лучше усвоить материал и научиться нормально, доступно рассказывать какие-то сложные вещи. В университете тебе дают огромное количество знаний, только вот иногда не получается их правильно рассортировать, разложить по полочкам. А когда готовишься к занятиям, повторяешь вроде бы уже изученное, неизменно находишь новые закономерности, придумываешь новые сравнения, чтобы школьникам было понятнее и доступнее, чтобы они в графиках видели не линии, а работу систем организма, например. Так что преподавание, несомненно, пошло мне на пользу.

– С наукой у тебя ведь тоже хорошо сложилось? Многие после выпуска не хотят ничего общего иметь с этим, так надоедают студенческие исследования.

Мои отношения с наукой начались еще на втором курсе и до сих пор не заканчиваются. Еще на втором курсе я поехал на Телецкое озеро с группой однокурсников, где в итоге и познакомился со своим научным руководителем Евгением Анатольевичем Новиковым. Именно он привел меня в лабораторию структуры и динамики популяций животных Института систематики и экологии животных СО РАН.  На втором курсе я в институте не то чтобы много чего делал, так как учился большую часть времени, но затем вошел во вкус. Сейчас я уже готовлю свою кандидатскую диссертацию.

 

Маргарита Артёменко

Лунный ветер с северо-востока

Россия намерена вновь создать собственную орбитальную станцию. В отличие от «Мира» и МКС, она будет предназначена для контроля над Арктикой, обучения китайских космонавтов и, возможно, станет основной базой для полета российских космонавтов на Луну.

Российское космическое агентство («Роскосмос») рассматривает вариант создания новой высокоширотной национальной космической станции. «Я подтверждаю, мы рассматриваем такой вариант, это одно из перспективных направлений», — сказал в понедельник глава «Роскосмоса» Олег Остапенко. «Нужно делать шаг вперед», - пояснил журналистам глава Российского космического агентства.

Вопрос о создании Россией новой собственной космической станции будирует общественное мнение уже почти 15 лет – с того момента, когда в январе 2001 года правительство РФ приняло решение о затоплении в Тихом океане научно-исследовательского орбитального комплекса «Мир». Это решение до сих пор воспринимается очень неоднозначно. С одной стороны, понятно, что «Мир» за 15 лет (с 1986 по 2001 годы) выработал свой проектный ресурс и его обслуживание, по мнению российского правительства, обходилось слишком дорого - около 200 млн долларов из федерального бюджета ежегодно. С другой стороны, после затопления «Мира» наша страна потеряла один из важнейших компонентов военно-космической обороны (станция фиксировала в зоне своего наблюдения пуски крылатых ракет и передвижение летательных аппаратов), остановила развитие своей научно-технической мысли, а мировая научная общественность лишилась уникальной экспериментальной базы.

Проект Международной космической станции (МКС, начало эксплуатации – осень 1998 года), возникшей по инициативе США вместо «Мира», внешне, конечно, выглядит эффектно. Но он интересен, прежде всего, для западной стороны – американской NASA, Европейского космического агентства, Канадского космического агентства и Агентства по аэрокосмическим исследованиям Японии. Американцы, например, недавно предложили россиянам провести серию годовых совместных полетов американского астронавта и российского космонавта с частично объединенной программой исследований. И это вызвало определенный интерес российской стороны. «Нашим институтом накоплен значительный опыт по сверхдлительным полетам - год и больше летали на станции «Мир» 6 человек. Сотрудником нашего института был Валерий Поляков, мировой рекордсмен, проведший на орбите беспрерывно 438 дней. Отработка медицинского обеспечения будущих межпланетных миссий позволит нам приобрести больше новых знаний и навыков, чем просто изучение влияния сверхдлинных экспедиций на человека» - подчеркнул «Известиям» первый заместитель директора Института медико-биологических проблем РАН Олег Орлов. Однако, по большому счету, МКС для нашей страны – это уже «вчерашний день», хотя затраты на эксплуатацию российского сегмента станции в иные годы составляют до трети ежегодного бюджета «Роскосмоса». «Интерес к МКС падает, потому что, сколько можно повторять одни и те же эксперименты в течение многих лет. Нам станция не очень нужна, потому что мы уже освоили и годовые полеты, и полуторагодовые полеты, у нас уже все было. Американцы и европейцы идут по нашим путям, проводят эксперименты, которые мы проводили еще на «Салютах»,  на «Мире». Глобальных открытий на МКС уже не сделать», — считает академик Российской академии космонавтики Игорь Маринин.

Именно поэтому весной нынешнего года, в период начала обострения российско-американских отношений, вице-премьер Дмитрий Рогозин (он в правительстве отвечает за космос) заявил, что Россия не будет продлять свое участие в программе «МКС» далее 2020 года, хотя ранее предполагалось, что российский сегмент станции будет  функционировать минимум до 2024 года. . «Я считаю, что в принципе, это правильное решение, потому что к 2020 году МКС будет, видимо, уже на последнем издыхании, с точки зрения выработки своего ресурса. Конечно, можно было бы и дальше продлить эксплуатацию МКС, но стоимость ее полета может стать запретительно высокой, то есть буквально каждую неделю придется отправлять к этому орбитальному комплексу грузовой корабль с гайками, отвертками, болтами и с прочими необходимыми материалами для ремонта станции» - поддержал это заявление член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского Юрий Караш.

Прошедшие полгода, очевидно, окончательно убедили российское правительство в том, что с российско-американским сотрудничеством на «МКС» после 2020 года надо кончать. И вновь начинать строить собственную станцию. По крайней, мере, именно такова была тональность совещания на Байконуре в конце ноября этого года, посвященном перспективам развития пилотируемой космонавтики после 2020 года. Технически, как подтверждают главные и генеральные конструктора ведущих космических отечественных предприятий, Россия готова уже в 2017-2018 годах развернуть на высокоширотной орбите (наклонение 64,8 градуса против 51,6  градуса у МКС) станцию, состоящую в первоначальной конфигурации  из многоцелевого лабораторного и энергетического модулей, космического аппарата «ОКА-Т», а также кораблей «Союз-МС» и «Прогресс-МС». «ОКА-Т», например, как рассказали телеканалу «Звезда», будет представлять из себя автономный технологический модуль, состоящий из герметичного отсека, научной лаборатории, шлюзовой камеры, стыковочного узла и негерметичного отсека для экспериментов в условиях открытого космоса. Закладываемая масса научного оборудования составит около 850 килограммов, как внутри аппарата, так и на его внешней поверхности.

Что это даст России, помимо чувства независимости и самодостаточности? Первое – резкое усиление контроля над обстановкой в Арктическом регионе, который для нашей страны в ближайшие годы приобретает стратегическое значение. Именно здесь находится тот самый «углеводородный Клондайк», который сможет буквально «за уши» вытащить из стагнации изрядную часть национальной экономики. И именно здесь находится Северный морской путь – трансконтинентальная морская магистраль между Европой и Юго-Восточной Азией, которая к середине 21 века по объему перевозок сможет посоперничать с Суэцким каналом и Малаккским проливом. Второе – резко активизирует  работу национальной ракетно-космической промышленности, которая получит реальную точку приложения сил и идей. Третье – создание национальной орбитальной станции даст возможность вплотную приступить к идее пилотируемых полетов российских космонавтов на Луну и Марс. «Пилотируемые программы требуют больших затрат, и должны приниматься политическими решениями, в пользу национальных интересов. В данном случае они очевидны: МКС в нынешнем виде действительно для нас уже прошедший этап. Но летать на российскую станцию технически - то же, что на МКС. Поэтому нужно сразу определить статус будущей станции. Я убежден: это должен быть прототип межпланетного корабля. Так и Королев свой тяжелый межпланетный корабль (ТМК) планировал сначала отработать на орбите как тяжелую орбитальную станцию. И именно это стало основой его межпланетной программы, утвержденной политическим решением» - подчеркнул в интервью «Российской газете» ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для высадки на Луну и «Энергия-Буран» Владимир Бугров.

Это основные выгоды для России при создании собственной орбитальной станции. Но есть и множество «бонусов» - начиная от дополнительной загрузки космодрома Плесецк, заканчивая заработком на обучении космонавтов из Китая. Не секрет, что у Китая очень амбициозная космическая программа. В 2030 году наш большой юго-восточный сосед, намерен высадить своего первого тайконавта (так называются космонавты в Китае) на Луну, а в 2050 году стартовать с собственной лунной базы по направлению к Марсу. Но у китайцев нет опыта длительных космических экспедиций. И получить его негде – собственной орбитальной станции у Китая нет, советский «Мир» затоплен, а на «МКС» китайцев не пускают американцы – согласно правилам, доступ на «Международную космическую станцию» возможет лишь тем людям, чьи кандидатуры согласованы всеми странами - участниками МКС. Учитывая напряженность американо-китайских отношений, вряд ли нога тайконавта ступит на борт «МКС» в ближайшие шесть лет.  Поэтому российская орбитальная станция даст китайцам уникальный шанс получить опыт длительного пребывания тайконавтов в космосе до того, как они будут посланы на покорение Луны. Впрочем, не удивлюсь, если российские космонавты и китайские тайконавты на каком-то этапе полетят к Луне вместе.

Путин назначил ректоров МГУ имени М.В. Ломоносова и СПбГУ

23 дек 2014 - 15:39

Президент РФ Владимир Путин своим указом назначил ректоров Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургского государственного университета, сообщается на сайте Кремля.

Согласно указу ректором МГУ имени М.В. Ломоносова назначен Виктор Садовничий, а ректором СПбГУ – Николай Кропачев.

Виктор Садовничий – математик, академик Российской академии наук. Президент Российского Союза ректоров с 1994 года, председатель Российского совета олимпиад школьников. В 2008-2013 годах был вице-президентом РАН. С 23 марта 1992 года является ректором МГУ.

Николай Кропачев – юрист, профессор, член Правления Российского союза ректоров. С 1998 по 2010 годы декан юридического факультета СПбГУ. С 21 мая 2008 года ректор СПбГУ.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS