Глава Роскосмоса Игорь Комаров представил проект Федеральной космической программы (ФКП) на 2016–2025 годы, который должен быть одобрен правительством летом.

В соответствии с этим документом расходы на ФКП будут сокращены на 30%. «За последний год стоимость программы подверглась корректировке из-за изменения курса валют и уровня инфляции. Изначально ФКП должна была составить 2,85 триллиона рублей, но мы понимали, что это очень серьезная нагрузка на бюджет. Сейчас нам удалось уложиться в 2,004 триллиона рублей», — сообщил Комаров.

Главным приоритетом новой программы признается формирование орбитальной группировки спутников, которые будут работать на благо народного хозяйства, «решать те задачи, которые позволяют жить лучше на Земле», подчеркнул глава Роскосмоса. С 2016-го по 2025 год Россия запустит на орбиту 181 космический аппарат. В результате к концу этого срока вся российская орбитальная группировка будет в два раза больше, чем сейчас. А, например, по спутникам дистанционного зондирования Земли — в 2,3 раза больше, по научным аппаратам — более чем втрое. Подразумевается, что это позволит ликвидировать отставание от Китая. «Мы сегодня находимся не в самом лучшем состоянии, отстаем от Китая на пять спутников», — сообщил глава научно-технического совета Роскосмоса Юрий Коптев.

На самом деле даже такое увеличение группировки спутников — всего лишь минимально необходимое. Напомним, «Основы политики РФ в космической деятельности до 2030 года» декларируют необходимость увеличить пропускную способность системы ретрансляции до 2,4 Гбит в секунду, а персональной связи — до 60 Гбит в сутки. А для этого только в период с 2016-го по 2020 год нужно было бы запустить на орбиту не менее 103 спутников, как это и планировалось в прежнем варианте ФКП. Но теперь в эти годы будет запущен лишь 81 аппарат. Далее. Если раньше в 2020–2024 годах Роскосмос планировал запустить 42 научных аппарата, то теперь — 22. Сократить решили не только астрономические спутники типа «Спектр-М» и «Гамма-400», но и такие важные аппараты, как спутник ретрансляции «Луч-НП» и спутники дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П», «Канопус-В» и «Канопус-ВМ». При этом в новой ФКП время создания ряда спутников связи сдвинуто на срок до пяти лет.

Что касается пилотируемой космонавтики, то здесь ставка сделана на использование космодрома Восточный и тяжелой ракеты «Ангара-А5В» (грузоподъемностью до 25 тонн на низкую орбиту), которая призвана стать основным средством осуществления полетов к Луне. А вот создание сверхтяжелого носителя «Ангара-7» (грузоподъемность до 38 тонн) решено отложить, но работы по проекту не прекращать. «Мы отложили решение вопроса по сверхтяжелой ракете, но собираемся прописать в ФКП научно-технический задел, позволяющий России выпускать такие ракеты в будущем. А полеты к Луне планируется осуществлять за счет двухпусковой системы старта тяжелой “Ангары”», — сообщил Игорь Комаров. Эта ракета должна впервые стартовать с Восточного в 2024 году. Стоимость создания носителя с кислородно-водородной третьей ступенью составит 37 млрд рублей. А вся программа выпуска тяжелой «Ангары» с учетом строительства и оснащения наземной инфраструктуры для нее будет стоить порядка 150 млрд рублей. Этот проект крайне важен не только для нашей пилотируемой программы, но и для всей космической индустрии России. «Если мы в ближайшие пять-семь лет не создадим средство, которое обеспечит нам сопоставимые возможности с нашими коллегами, то уйдем в нишу совершенно других полезных нагрузок. А значит, самые лакомые куски будут вне досягаемости наших технических средств», — отметил Коптев. Уже сейчас Россия отстает от конкурентов по выводимой на геостационарную орбиту нагрузке. Существующий «Протон-М» выводит в космос 6 тонн. При этом его пуски с Байконура прекратятся в 2020 году. Более того, эта ракета, скорее всего, вообще будет снята с производства, так как работает на вредном гептиле. А тяжелая «Ангара-5» с водородным разгонным блоком сможет выводить на геопереходную орбиту только 8 тонн, в то время как в США есть сразу две ракеты, способные выводить на такую же орбиту 11–12 тонн; французский «Ариан-5» выводит 10,5 тонны, а новый «Ариан-6» сможет выводить 12 тонн. У нас же такой возможности пока нет. Более того, США очень заинтересованы в том, чтобы ее у нас никогда и не появилось. Игорь Комаров прямо сказал, что NASA вышло с предложением к Роскосмосу о совместном использовании американской сверхтяжелой ракеты SLS. Но очевидно, что оно будет отклонено. А вот в вопросе использования МКС мы пошли американцам навстречу. Работа этой станции будет продлена до 2024 года, что позволит России создать собственную орбитальную базу в открытом космосе с помощью производимых у нас модулей. В 2017 году должен появиться многофункциональный лабораторный модуль, в 2018-м — узловой, а в 2019 году — энергетический модуль. Все они после прекращения работы МКС, судя по всему, будут отстыкованы от станции и продолжат свое существование в автономном режиме, став базой для последующего полета к Луне и высадки на ней российских космонавтов в 2029 году.

У Артема Оганова весьма впечатляющая биография: он преподавал в университетах Англии, Швейцарии, Франции, Китая, России. Создал метод предсказания структуры кристаллов по химической формуле. Профессор факультета наук о Земле и факультета физики и астрономии Университета штата Нью-Йорк, ведущий научный сотрудник Швейцарского Федерального Технологического Института в Цюрихе, адъюнкт-профессор МГУ им. Ломоносова. Лауреат премии Лациса. Награжден медалью Европейского минералогического общества.

Будучи в Новосибирске в начале апреля, Артем Оганов прочитал три лекции. Первая рассказывала про неизвестную химию – результаты последних исследований, о том, как ведут себя известные химические элементы при экстремальных условиях. Ее он прочел для олимпиадников, съехавшихся в Академгородок со всей страны на финал всероссийской олимпиады по химии. Лекция для студентов НГУ была посвящена дизайну новых материалов. Посетителям научного кафе «Эврика» Артем рассказал о строении планет. До начала последней лекции Оганов заверил нас: несмотря на то, что звучат все три лекции очень по-разному, в реальности они вращаются вокруг одной темы – кристаллографии и предсказания структуры вещества.

Слушателей школьного возраста в арт-клубе «НИИ КуДА», где традиционно проходят встречи «Эврики», он сразу заворожил, сказав, что учителя могут легко оставить их на второй год, если они ответят на контрольной так, как он будет говорить сегодня. Все дело в том, что Оганов рассказывал о самых последних исследованиях, еще не известных широкому кругу общественности.

Путешествие к центру Земли

А начал он с прогулки по Солнечной системе. В Солнечной системе есть два типа планет: каменистые (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и планеты – гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Строение эти два типа планет имеют совершенно разное. Но условия в центре всех планет смело можно назвать экстремальными. Например, в центре нашей Земли давление 3.64 миллиона атмосфер и температура 6 тысяч градусов. В центре планет гигантов условия еще «жестче». Например, в центре Юпитера (который состоит в основном из водород-гелиевой смеси) предполагаемое давление – 500 миллионов атмосфер и температура 20 тысяч градусов…

Говоря о веществах и давлениях, Артем отметил, что большая часть вещества во вселенной испытывает давление. Исключение - лишь небольшая часть вещества на поверхности. А при давлениях в миллион атмосфер, которые наблюдаются в недрах большинства планет, мы можем ожидать, что химическая связь, а соответственно и все химические реакции, будут меняться. Объемная работа при таких давлениях просто перевесит любую химическую связь. Артем рассказал, что при высоких давлениях со многими веществами происходят удивительные вещи. Например, сверхпроводниками становятся кислород и сера. А периодический закон вообще перестает действовать – под действием давления зависимость между объемом ядра и его массой сначала приглушается, а потом и вовсе исчезает.

Можем ли мы «пощупать» вещества внутри Земли? «Это весьма затруднительно… В советское время была идея пробурить самую глубокую скважину, - рассказывает Артем. – В годы холодной войны наши пробурили скважину на Кольском полуострове глубиной 12 с лишним километров. Чтобы дойти до ядра, нужна скважина больше 6 тысяч километров… Сильно сомневаюсь, что у кого-нибудь когда-нибудь найдутся такие деньги». Поэтому ученым приходится довольствоваться непрямой информацией, в первую очередь данными сейсмологов. Казалось бы, зачем нам знать скрытые в глубинах планеты тайны. «Весь лик нашей планеты обделяется внутренними процессами: вулканическая и тектоническая активность, дрейф континентов, - поясняет Оганов. – Даже магнитное поле Земли, которое защищает нашу планету от солнечного ветра, тоже генерируется в самом глубоком слое Земли – ядре. Если магнитное поле Земли исчезнет на достаточно продолжительное время, например, на миллион лет, жизнь будет полностью истреблена».

Постперовскит – путь к «Успеху»

Все мы с вами хорошо знаем, что внутри нашей планеты скрыто ядро: твердое внутреннее и жидкое, расплавленное ближе к поверхности. Еще ближе к поверхности – неоднородная твердая мантия. Но примерно 10 лет назад было открыто, что внутреннее твердое ядро тоже неоднородно. Как заверил слушателей эксперт, недра Земли таят еще немало тайн. Так, например, его команде параллельно с японскими коллегами совсем недавно удалось открыть новый землеобразующий материал на стыке ядра и мантии. Причем это вещество составляет до 80% этого слоя. Но самое интересное таится не в его объемах, а в его расположении. Зона этого вещества отделена от слоев мантии зоной сейсмических разрывов, то есть зоной, где скорость распространения упругих волн меняется скачкообразно. Кроме того, оказалось, что этот слой анизотропен: ведет себя в разных направлениях по-разному, как слоистый материал. Еще одна странность – изменение толщины слоя в очень широких пределах (от 0 до 300 км). Дать вразумительных объяснений этому слою и его странному поведению до недавнего времени не удавалось. Но в 2004 году одновременно две группы: российская (состоящая из теоретиков, в том числе Артема Оганова, и экспериментаторов) и японская напечатали данные о том, что в условиях, соответствующих этому слою, появляется новое вещество – постперовскит.

Минерал перовскит известен с 1839 года. Не оставила равнодушными слушателей кафе история его названия.

Перовскит назван в честь члена Совета Министра внутренних дел, действительного статского советника Льва Перовского, сын графа Разумовского, отца Софьи Перовской, той самой, которая руководила убийством Александра II. Но назван минерал не за заслуги в государственных делах Льва Алексеевича, и уж тем более не за политическую активность дочери, а потому, что Лев Перовский был известным минерологом, человеком, первым нашедшим этот минерал. Наша Земля на 40% состоит именно из этого минерала.

Оказалось, что при более высоких давлениях и температурах перовскит переходит в новую структуру, названную постперовскитом.

Этим объясняется и сейсмический разрыв (у постперовскита другие упругие свойства). При этом давление устойчивости сильно зависит от температуры. С ростом температуры требуются более высокие давления, а значит, и граница этого слоя сдвигается ближе к ядру, а иногда и отсутствует вовсе. А значит, измерение толщины этого слоя дает нам возможность калибровать температуру. А благодаря тому, что с уменьшением температур область устойчивости постперовскита растет, толщина этого слоя постепенно увеличивается, по мере охлаждения Земли. Как ни парадоксально, открытие постперовскита объяснило и изменение продолжительности суток.

Открытие постперовскита подтолкнуло команду Оганова к созданию специальной программы по предсказанию стабильных материалов.

Задача предсказания стабильных материалов, по сути, сводится к поиску такого расположения атомов, при котором энергия будет минимально, а значит, структура максимально стабильной. «Проблема в том, что если вы просто будете перебирать варианты, то вы будите считать до пенсии, причем пенсии не вашей и не моей, и даже не моих праправнуков. На современном супер компьютере даже самая простая задача такого типа займет около тысячи лет. И что самое неприятное, с увеличением числа атомов сложность задачи растет экспоненциально», - предупреждает Оганов.

Эту комбинаторную сложность команде Оганова удалось преодолеть, создав собственный алгоритм – «Успех». Эволюционный подход, который лежит в основе программы «Успех», позволяет не перебирать все варианты, а остановиться на самых перспективных. А из этих лучших сконструировать структуры, которые будут еще лучше. Рассказал Аретем слушателям и о результатах применения этого алгоритма и о тех тайнах, которые с его помощью удалось раскрыть.

Тайна Нептуна

Как известно, последняя планета Солнечной системы – Нептун. У нее есть интересная особенность, она излучает в два с лишним раза тепла больше, чем получает от солнца. «Если вы тратите в два раза больше, чем зарабатываете, значит, просто у вас есть неизвестный нам источник дохода, - приводит аллегорию Артем. – У Нептуна, очевидно, тоже есть «источник доходов», неизвестный ученым. На самом деле, свой аналог «неизвестного источника доходов есть и у Земли – это радиация: распад тория, урана и калия – 40. Но на Нептуне, как известно, таких элементов нет. Он состоит из смеси воды, аммиака и метана. Тогда была высказана очень на мой взгляд красивая теория. Метана СН4 при таких температурах распадается на алмаз и водород. Нептун, как мы помним, - жидкая планета. А значит, образовавшиеся алмазы начинают падать через толщу воды к центру планеты. Гравитационная энергия переходит в тепловую. При этом планета гигант Нептун на треть состоит из аммиака. Нептун может греться на этом тепле еще триллион лет! Теория была красивая, но с доказательствами у нее были проблемы… Для точного расчета энергетику этой реакции нужно точно знать какую структуру углеводороды и водород примут по давлением. Для этого мы и применили свой “Успех”». Оказалось, что в заданных условиях метан действительно разлагается до алмаза и водорода, проходя через стадию этана и бутана. Пожалуй, это самый экзотический способ производства тепла во вселенной – бросать вниз алмаза сквозь толщу жидкости…»

Артем порадовал слушателей еще немалыми историями из жизни других планет. Он порассуждал о том, возможна ли неуглеродная жизнь и какие элементы могут быть ее основой. «Мне лекция очень понравилась, - делится впечатлениями Людмила. – Я взяла с собой сына-второклассника. Честно говоря, побаивалась – думала, начнет носиться и мешать всем слушать. Но он просидел всю лекцию, как и мы – открыв рот! Не думаю, что он все понял. Но поразило, с каким терпением лектор отвечал на вопросы сына и других детей в зале. Причем он старался ответить на языке им понятным. Большое спасибо организаторам, что дали нам возможность послушать такого прекрасного ученого».

«Нужно отдать должное организаторам научного кафе, в первую очередь Александру Дубынину. Им часто удается приглашать лекторов, оказавшихся в Новосибирске проездом. Благодаря этому, мы можем познакомиться не только с российскими и не только с новосибирскими звездами. Было очень интересно и приятно слушать Оганова. Это тот случай, когда ученый и сам находиться на передовой науке, и рассказывать умеет понятно и увлекательно».

Следующая лекция в научном кафе пройдет 14 мая. Перед слушателями выступит Рихард фон Ширах, который впервые приедет в Россию, чтобы представить читателям в Новосибирске и Москве свою книгу «Ночь физиков. Гейзенберг, Ган Вайцзеккер и немецкая бомба». Встреча начнется в 18:30 в арт-клубе «НИИ КуДА».

15 мая в «Кампусе» пройдут ставшие уже традиционными научные бои.

Юлия Черная

В последние недели апреля в воздухе ощутимо веяло чем-то полузабытым, советским - из серии “трудовые коллективы спешат отрапортовать съезду о перевыполнении соцобязательств”. Чиновники от науки не просто стремились отчитаться в исполнении поручений главы государства по итогам декабрьского заседания Совета при Президенте РФ по науке и образованию, которым подошел срок, а как будто даже соревновались - чей проект преобразований окажется масштабнее.

ФАНО впопыхах вносило все новые “мазки” в план реструктуризации подведомственных научных организаций: расширяло список участников и сочиняло правила управления интегрированными структурами. Презентовало агентство и обстоятельную программу развития кадрового резерва академических организаций. (План реструктуризации и кадровая программа опубликованы на сайте fano.crowdexpert.ru для общественного обсуждения). Минобрнауки в свою очередь выпустило в свет проекты новой редакции Программы фундаментальных исследований РФ на долгосрочный период и приказа, вводящего принципиально новую схему распределения между научными учреждениями средств на выполнение государственного задания. 

Все эти почти одновременно вышедшие многостраничные документы необходимо было в сжатые сроки обсудить и утвердить. О том, что по ним в итоге придется жить, думала, кажется, только научная общественность, пытавшаяся по мере сил смягчить негативные последствия от принятых в спешке решений. 

Научно-координационный совет (НКС) при ФАНО заседал в апреле практически еженедельно. Подготовленную агентством программу воспитания руководящих кадров подведомственных институтов совет раскритиковал в пух и прах как малополезную, раздутую, затратную. Многие члены НКС прямо отмечали: под благовидным предлогом “повышения квалификации и профессиональной переподготовки” руководящих кадров науки устраивается “кормушка” для ВШЭ, “Сколково”, Российской академии народного хозяйства и государственной службы, Российской венчурной компании. Планируется, что специалисты из этих организаций будут читать “резервистам” лекции по разделам “Лидеры изменений”, “Новые руководители”, “Капитал научных организаций”. В текущем году реализовать программу вроде бы планируется за счет средств организаторов, но в дальнейшем предполагается “привлечение дополнительного бюджета”, что может ударить по карману институтов. 

- Мы считаем, что эта программа совершенно неприемлема для академических институтов, - прокомментировал ситуацию “Поиску” председатель НКС, директор Специальной астрофизической обсерватории член-корреспондент РАН Юрий Балега (на снимке). - Нам представляется порочной заложенная в программе идея, что можно взять любого человека с улицы, прочитать ему тысячу часов лекций, и вот вам готовый кандидат в директора физического, химического или астрономического института. В Академии наук директорами НИИ были научные лидеры, как правило, выросшие в данном коллективе. Вообще же обучение перспективной молодежи основам управленческой науки - дело нужное, да и поручение президента надо выполнять. Совет дал свои замечания к представленному проекту, посмотрим, что получится после его доработки. Время еще есть, срок отчета - 30 мая.

НКС ФАНО обсуждал и принципы формирования госзадания для академических учреждений науки. 

- У членов совета есть свои взгляды на то, как должен быть организован этот процесс, но мы не считаем этот вопрос безотлагательным, - отметил Юрий Балега. - Главная забота совета - согласование плана реструктуризации сети академических организаций, который представила рабочая группа ФАНО и Российской академии наук. 

У членов НКС вызвали возражения как некоторые положения доклада правительству, так и сам список первоочередных интеграционных мероприятий. 

- Так и осталось непонятным, дает ли объединение институтов какой-то выигрыш для науки, - заявил председатель НКС. - Мы до сих пор не знаем, каково назначение и статус предложенных ФАНО интеграционных структур - вновь создаваемых центров: в нормативной базе они не прописаны. Впрочем, концепцию реструктуризации еще будет оценивать научная общественность. Надеемся, что она исчерпывающе выскажется по всем разделам плана. Наш совет очень беспокоят пилотные проекты, к реализации которых приступило ФАНО. По каждому из 16 намеченных к запуску в 2015 году центров есть немало вопросов, кое-где доходит и до скандалов. 

По словам Юрия Балеги, Научно-координационный совет принял решение согласовать план ФАНО, доработанный с учетом замечаний и предложений членов НКС, как промежуточный вариант, являющийся первым шагом для дальнейшей работы. 

- Задача нашего совета, рабочих групп при ФАНО и самого агентства - пройти этап реструктуризации с минимальными для науки потерями. Необходимо сделать так, чтобы реформенные потрясения не привели к катастрофическим последствиям: уничтожению научных школ, потере лидирующих академических организаций. Наука - хрупкая сущность. Если палкой тыкать в улей, пчелы будут непрерывно заниматься перестройкой сот, а нам-то нужно, чтобы они мед делали.

Недавно Академгородок посетил один из выдающихся ученых современности, доктор технических наук  Артем Оганов. Артем Ромаевич занимается многими научными областями: кристаллографией, химией, физикой, материаловедением. В череде его профессиональных достижений особо выделятся одно: именно А.Р. Оганов является автором повсеместно используемого эволюционного метода предсказания кристаллических структур. О том, что это такое и как им пользоваться, ученый рассказал в своей открытой лекции, прошедшей в НГУ.

Как известно, получить новый материал очень сложно. До недавнего времени в науке существовало два способа открытия новых материалов. Первый – классический метод проб и ошибок. Исследователи упорно трудятся, пробуют разные компоненты в разных пропорциях и в разных условиях, но, как правило, ничего стоящего у них не получается. И так они пробуют дальше, попытка за попыткой. Второй путь – между прочим, наиболее частотный – случайность. Есть множество историй, когда в поиске чего-то одного (например, лекарства от стенокардии и гипертонии) люди находили что-то совершенно другое (например, виагру).

Безусловно, исследователи, которые этим занимаются, заслуживают бесконечного уважения, поскольку именно благодаря их работе мы имеем чуть ли не все современные технологии, но факт остается фактом: строго говоря, ни один из этих способов нельзя назвать научным.

Можно ли новый материал получить нажатием одной клавиши на компьютере? А вот теперь можно. И даже нужно во имя экономии времени и человеческих сил.

Знание структуры материала чрезвычайно важно, поскольку большинство физических свойств материала напрямую (или почти напрямую) с ней связано. Конечно, есть некоторые характеристики, который объясняются дефектам кристаллической структуры, но ведь дефекты сами по себе тоже являются частью структуры.

Ранее считалось, что структуру вещества невозможно предсказать. Почему? А потому, что понадобится невероятное количество времени. Например, вы ищете наиболее устойчивую структуру, следовательно, вам нужно рассмотреть все возможные расположения объекта в пространстве, каким-то образом дискретизировав задачу. Если посчитать число возможных вариантов структуры, то окажется, что оно астрономически велико. Для десятка атомов элементарной частицы вам придется ждать около тысячи лет, пока расчет закончится. И даже если мощность компьютеров вырастет в триллион раз, в чем, честно говоря, уверенности нет, данная задача останется нерешаемой.

Но здесь есть один подвох. Вышеперечисленные заключения основываются на допущении, что вам нужно проверить все возможные варианты устройства структуры. Но на самом деле требуется лишь найти быстрый путь к оптимальному решению. Не нужно «прощупывать» все варианты, достаточно просчитать дорогу от некоего старта до оптимума. Проще говоря, нужно проводить постепенное сужение области поиска. Когда вы ищете адрес НГУ, вы же сразу смотрите в Новосибирске, а не просматриваете сначала все континенты, страны и города. Так же и действовать следует и здесь.

Философия эволюционного алгоритма заключается в том, что он постоянно пытается уточнить наиболее перспективную область, с каждым шагом фокусируясь все больше и больше. Это расчет, который учится на своих ошибках и таким образом определяет правильный путь.

Эволюционные алгоритмы обладают способностью, не ориентируясь на наши предпочтения, на наш образовательный уровень или воображение, целиком автоматически находить правильные решения, даже если последние противоречат интуиции исследователей.

Итак, как же происходит определение структуры?

«Мы начинаем с того, что производим несколько структур случайно, рассчитываем их энергию. Менее устойчивые структуры мы «убиваем», а из более стойких делаем «детей». Берем случайно подобранных родителей, вырезаем из них куски, сшиваем, делаем разные мутации.  Расчет начинается с плохо упорядоченных структур, затем компьютер уже приводит все в порядок. Он знает только алгоритм и законы квантовой механики. Но все в итоге получается. Часто в ходе своих подсчетов мы находим что-нибудь странное, но потом экспериментальным путем все подтверждается, – рассказал А. Оганов. – Кроме того, мы научили метод не только определять кристаллическую структуру по химическому составу, но определять и устойчивый химический состав. Исследователю достаточно дать названия элементов, который он хочет соединить, а компьютер, поразмыслив, выдаст и формулу, и структуру».

Когда работа А. Оганова и его коллег была опубликована, многие исследователи не верили в замысле проекта. «Честно говоря, поначалу мы и сами не верили, что у нас получится создать такой алгоритм. Просто хотели только маленькую программу исключительно для собственных нужд. Но теперь программа USPEX (прим.: Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) используются по всему миру», – отметил ученый.

Маргарита Артёменко

«В этом году «Технопром» проходит в третий раз, это молодое мероприятие, но нужно отметить, что в России он единственный, посвященный технологическому развитию, — отметила помощник губернатора Новосибирской области по вопросам образования, науки и инноваций Марина Ивановна Ананич. — Мы будем искать точки роста, и они невозможны без серьезной фундаментальной науки. В частности, на форуме ожидается демонстрация около 70 разработок 15-20 институтов. Будут представлены медицинские, аддитивные и биотехнологии, фотоника, металлообработка».

«Как правило, реальные приборы везти достаточно сложно, но, конечно, покажем и их, — улыбается главный специалист по выставкам Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН кандидат физико-математических наук Николай Борисович Придачин. — Например, образцы нанотранзисторов, быстродействие которых исчисляется в терагерцах. На основе этих элементов создан нанотранзистор фемтомольной чувствительности, восприимчивый к молекулам органики. Дело в том, что его размеры достаточно малы, чтобы из-за одной частицы, сорбирующейся на затворе, сильно поменялись характеристики. Таким образом мы можем провести, допустим, анализ крови или ДНК».

Ученые ИФП СО РАН показывают новейший электронный микроскоп, несколько лет назад пополнивший приборную базу института и Центра коллективного пользования «Наноструктуры». Этот прибор имеет очень высокую разрешающую способность, а также включает в себя спектрометры для анализа рентгеновского излучения и характеристических потерь энергии электронами (это позволяет проводить локальный химический анализ элементов). Изображение выводится через камеры на компьютер, а при наличии скоростного интернета все исследования можно проводить из любой точки мира: оператор только загружает объект, а управление может проходить дистанционно.

 Кроме того, на форуме будут представлены установки для молекулярно-лучевой эпитаксии, которые уже стали «визитной карточкой» ИФП СО РАН — их создано больше 100, и они работают во многих городах мира. В качестве еще одной установки Николай Придачин назвал медицинский матричный тепловизор: его чувствительность составляет семь милликельвинов, он способен уловить даже колебания атмосферы при почти комнатной температуре. «Таких приборов тоже сделано около сотни, они стоят в различных клиниках, в том числе, в Новосибирске», — говорит ученый. На базе этого же тепловизора создан еще и микроскоп, позволяющий рассматривать нанообъекты, отмечая, где идет выделение тепла, что, по словам Николая Придачина, очень важно для прогнозирования работы микросхем.

Если говорить о таком направлении, как освоение северных территорий страны, то здесь ИФП СО РАН предлагает компьютерный стенд, который способен контролировать работу трубопроводов (в частности, несанкционированный отбор сырья или образовавшуюся пробку), с высокой точностью.

Арктической темы касается и одна из технологий, предложенных Институтом лазерной физики СО РАН: лазерно-плазменная наплавка антикоррозионных покрытий. Она будет применяться  для защитной обработки поверхности труб, включая магистральные газо-и нефтепроводы. Кстати, в настоящее время этим активно интересуется Китай, планируя заключить с ИЛФ контракт.

Заведующий лабораторией мощных непрерывных лазеров ИЛФ СО РАН Геннадий Николаевич Грачёв поясняет: «В институте лазерно-плазменное направление активно разрабатывается последние 10 лет. Одно из применений  — когда мы зажигаем лазерную плазму на поверхности с помощью множественных импульсов, осуществляя модификацию поверхности или азотирование. Эта технология применяется для упрочнения деталей, работающих в экстремальных условиях, например, деталей двигателей внутреннего сгорания, и позволяет на порядок увеличить срок службы, уменьшить износ  и трение. Разработки уже предполагаются для внедрения в производство локомотивов для «Российских железных дорог», автомобилей КАМАЗ и так далее».

Кроме того, ученые ИЛФ СО РАН научились синтезировать сверхтвердые покрытия на сталях и сплавах (использование такого напыления на простых победитовых резцах позволило увеличить их ресурс в 2,5-3 раза), а также углеродные наноструктурированные покрытия на цветных металлов (что поспособствует созданию аккумуляторов и конденсаторов сверхвысокой емкости, причем, в 10 раз легче, чем существующие).

«В прошлогоднем «Технопроме» мы представляли наши проекты, касающиеся разработки и создания макетов оптических фемтосекундных часов, использование которых в системе ГЛОНАСС позволит определять в режиме реального времени координаты, местоположение объекта с точностью лучше, чем в 1 сантиметр», — комментирует заместитель директора ИЛФ СО РАН кандидат физико-математических наук Владимир Иванович Денисов.

Владимир Денисов: «Если бы в момент Большого Взрыва запустили бы наши часы, то к сегодняшнему дню они бы отстали на 1 секунду».

Ведущий сотрудник ИЛФ кандидат физико-математических наук Владимир Иванович Трунов показывает на сложную конфигурацию приборов, находящуюся за стеклом, в чистом помещении: «Здесь мы развиваем мощную лазерную систему на основе параметрического усиления — это один из принципов получения мощных фемтосекундных импульсов. Если говорить о фундаментальном значении работ, то существует несколько пределов интенсивности излучения, при достижении которых можно наблюдать много интересных явлений. В качестве приложений можно назвать созданный в результате сотрудничества с Институтом оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томский научный центр) лидар — в отличие от традиционных, он позволяет одновременно диагностировать большое количество разнообразных примесей в воздухе».

Еще одно применение — это использование таких мощных систем для ускорения заряженных частиц. «Это могут быть электроны, в дальнейшем — протоны и даже ионы, — комментирует Владимир Трунов. —  Здесь мы работаем с Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Самое любопытное, в отличие от ускорителей огромного диаметра, здесь, в этой комнате, можно получить частицы с соизмеримой энергией. Правда, у них меньший заряд, но, например, для адронной терапии раковых опухолей его вполне достаточно».

Заместитель директора Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН доктор физико-математических наук Анатолий Митрофанович Оришич предложил подумать над вопросом: какое отношение лазер имеет к авиации?  

«Самое прямое!» — восклицает ученый. Дело в том, что, как известно, все самолеты делаются методом заклепок: к сожалению, до сего дня не изобретено способа сварки алюминия так, чтобы прочность шва была равна прочности основного металла. «Если бы нам удалось это сделать, то экономия составила бы до одной трети», — говорит Анатолий Оришич. Шанс есть у лазерной сварки (вот и лазеры!). В ИТПМ СО РАН уже решили задачу для титана, но с алюминием есть ряд проблем. «С бытовыми сортами мы работаем успешно, а вот с особенным авиационным сплавом — нет», — отмечает исследователь.

Еще одно актуальное для сегодняшнего дня направление — аддитивные технологии «Как делается любая деталь? Сначала берется большой кусок, отрезается все лишнее. А можно взять порошок и с нуля вырастить объект с нужными нам размерами, — объясняет Анатолий Оришич. —Мы ввели термин микрометаллургия:  берем маленький объем сырья, варим нужный «суп» (у нас есть «ноу-хау» в виде добавления нанопорошков), а потом создаем нужную деталь. Это нужно и в сварке, и в наплавке».

ИТПМ СО РАН участвует в разработке перспективного пилотируемого транспортного космического корабля, который должен прийти на смену «Союзу».  Он планируется бОльших размеров, с элементами мягкой посадки и возможностью компенсировать снос с помощью специальных двигателей.

Кстати, по словам Марины Ананич, в настоящее время идет очень серьезная работа над приглашением на «Технопром» нобелевского лауреата Амано Хироси. «Первое его пожелание  —встретиться с руководством и учеными ИФП СО РАН, так как у них близки научные направления, —прокомментировала  помощник губернатора НСО. — Возможно, у них получится совместное исследование и сотрудничество».

Прошедший 23 апреля круглый стол в Пресс-центре ТАСС (Новосибирск) еще раз подтвердил, что Россия – страна парадоксов, и умом ее не понять. Мероприятие было посвящено использованию промышленных ускорителей, выпускаемых Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Рассматривались конкретные способы использования подобной техники в различных хозяйственных сферах – от производства новых лекарственных препаратов и новых материалов – до обеззараживания промышленных стоков.

Надо сказать, что промышленным ускорителям прочат большое будущее. С ними связывают чуть ли не целую технологическую революцию. И вот здесь-то мы и сталкиваемся с упомянутым парадоксом. Выясняется, что наши ученые в состоянии создать современное оборудование, определяющее технологии будущего, однако по части его использования мы плетемся в хвосте, как будто в стране нет никакой нормальной науки.

Наверное, немногие в нашей стране знают, что ИЯФ СО РАН является бесспорным мировым  лидером по производству промышленных ускорителей. Удивляться в данном случае плохой осведомленности российских граждан не приходится, поскольку на нашей жизни такие достижения практически не сказываются. Отечественная промышленность подобную «прорывную»  технику пока еще не оценила по достоинству. Чего не скажешь о зарубежных странах, где продукция нашего Института пользуется большим спросом.

За период 1974 – 2014 годы ИЯФ СО РАН произвел более 220 промышленных ускорителей. Как вы успели заметить, их производство началось еще в советские годы, естественно – по заданию «партии и правительства». И справедливости ради надо сказать, что до 1991 года подобная продукция использовалась преимущественно в собственной стране.

Например, в 1980-е годы как раз с помощью промышленного электронного ускорителя была решена экологическая проблема в Воронеже. Из-за ядовитых отходов производства синтетического каучука были сильно заражены грунтовые воды, что фактически поставило под угрозу водоснабжение миллионного города. Воду приходилось забирать за 150 километров от городской черты! Однако благодаря созданной системе водоочистки проблема была успешно решена примерно за четыре года. В противном случае нас ждала бы самая масштабная экологическая катастрофа на русском Черноземье.

Короче говоря, в советские годы промышленные ускорители находили достойное применение внутри страны. ИЯФ СО РАН выпустил их в то время порядка 90 штук. Ситуация, как мы понимаем, резко поменялась с 1991-го года. Сегодня, по словам советника РАН Геннадия Кулипанова, главными покупателями промышленных ускорителей ИЯФ СО РАН являются: Китай, Южная Корея, Япония, США, Германия, Польша. В Китай поставлено уже более 70-ти таких установок, в Южную Корею – более тридцати. На одном китайском заводе работает одиннадцать промышленных ускорителей, созданных сибирскими учеными! В настоящее время уже обсуждается контракт на поставку сразу двадцати четырех ускорителей для одного предприятия. В Китай, разумеется.

Как мы понимаем, те же китайцы в состоянии чисто «партизанскими» методами освоить выпуск подобной техники и отказаться от ее закупок. Тем не менее, наши ученые не намерены сидеть сложа руки и терять свою долю рынка. «Несмотря ни на что, - уточняет Геннадий Кулипанов, - мы поддерживаем наш рынок не за счет продажи патентов на производство, а за счет улучшения качества собственной продукции, за счет увеличения надежности и расширения ассортимента».

Иначе говоря, наши ученые стремятся, по мере возможности, что называется, держать марку и сохранять лидерство. Вопрос в том, насколько это возможно в условиях, когда их достижения не пользуются спросом в собственной стране?

Думаю, не нужно напоминать, что в условиях конкуренции необходима широкая демонстрация практического использования продукции такого рода. А как быть, если она используется в основном за рубежом? При указанных обстоятельствах любое изобретение, любая разработка, любая технология в конечном итоге находит себе «прописку» именно там, где имеется опыт ее всестороннего применения.

Иными словами, наше лидерство в области производства промышленных ускорителей пока еще условно. Абсолютным оно может стать только когда, когда у нас в стране такие установки начнут закупать десятками и сотнями. Почему же этого не происходит?

Лично для меня ответ лежит на поверхности – неспособность руководителей предприятий и разного рода «ответственных работников» оценить реальные технологические тренды. Говоря по-простому, причина коренится в недостаточной образованности и в консерватизме. Промышленный ускоритель, конечно же, стоит дорого. Но что означает эта дороговизна? Ведь и компьютер стоит намного дороже, чем ручные счеты, которыми когда-то оперировали продавцы, бухгалтеры и даже экономисты. Но представьте сегодня бухгалтерскую контору без компьютера, с ручными счетами. И представьте себе руководителя, который заявит, что он не готов оснастить своих работников современными электронными машинами потому, что они де слишком дороги. Представили? А теперь подумайте, в каком месте окажется такая контора? Понятно, что на обочине.

То же самое касается современных предприятий. Если наши производители отказываются от прорывных технологий, связанных с теми же промышленными ускорителями, что же тогда ждет эти предприятия, куда пойдет наша промышленность, наша экономика? Понятное дело, что в мировой конкуренции нас ждет проигрыш. И тот факт, что Россия держит лидирующие позиции по выпуску инновационного оборудования, ничего не изменит. Ведь, по сути, получается, что достижения наших ученых используются сегодня на благо иностранного производителя. Именно он, иностранный производитель, получает конкурентные преимущества благодаря внедрению передовой техники, над которой трудились лучшие умы нашей страны.

По мнению Геннадия Кулипанова, отечественных производителей необходимо убеждать, необходимо делать так, чтобы они с доверием отнеслись к тому, что создается в стенах научных учреждений. В частности, чтобы они поверили в преимущества использования промышленных ускорителей. Да, доля истины в этом есть – убеждать надо. Но вот вопрос: почему, в таком случае, не приходится убеждать китайских производителей? Почему они так живо интересуются нашими разработками? К сожалению, внятного ответа на эти вопросы мы еще не получили. 

Олег Носков