Напомним, Mega-science – это сложнейшие научные установки (комплексы) национального и мирового масштаба  для решения  принципиально новых фундаментальных и прикладных задач. А несколько лет назад в Сибирском отделении РАН была реализована своя программа Mega-science. Одним из ее элементов стала установка молекулярно-лучевой эпитаксии «Обь-М».

В 2000 году академик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию за разработку полупроводниковых гетероструктур. Однако сегодня наша страна практически оказалась в положении пресловутого «сапожника без сапог»: открытие сделано российскими учеными, но в промышленном производстве мы пользуемся преимущественно гетероструктурами, выращенными за рубежом. Хотя, справедливости ради, отметим, что научные центры, занимающиеся этой работой есть и у нас.

Один из ведущих – новосибирский Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН. В институте создано несколько типов установок, способных создавать необходимые гетероструктуры. Так повелось, что им дают имена сибирских рек – «Селенга», «Ангара», «Катунь»… Мы уже рассказывали об установках типа «Катунь», а сегодня речь пойдет о самом новом классе – «Обь-М».

Этот уникальный комплекс – единственный в стране - способен создавать гетероструктуры на основе CdHgTe (кадмий-ртуть-теллур или КРТ). Этот материал с одной стороны обладает рядом уникальных свойств, которые делают его крайне востребованным в ряде отраслей современной экономики, и стоит достаточно дорого. К примеру, французская компания Sofradir, которая производит фотоприемники на аналогичной основе, в прошлом году выпустила продукции на 150 млн. евро.

А с другой стороны, он очень сложен в производстве – активное испарение ртути мешает образованию необходимого для процесса вакуума – и получить такие гетероструктуры на установках другого типа практически невозможно. Требуются уникальные и весьма дорогие комплексы, в нашем случае – установки типа «Обь». В России сегодня работают три таких установки, все они сосредоточены в ИФП СО РАН. И, по словам ученых, обеспечивают потребность России в гетероструктурах такого типа с большим запасом (за счет своей высокой производительности).

Куда же идут фотоприемники, созданные стараниями новосибирских ученых. Главный заказчик на сегодня – Министерство обороны. Но есть у них достаточно широкие перспективы и для гражданского применения. Такая гетероструктура позволяет выпускать тепловизор с чувствительностью до 1/100 Cо, причем не в точке, а рассредоточенной по поверхности.

Где это можно применять? Например, для поиска протечек в нефтепроводах, в том числе и тех, что скрыты под слоем снега. Для выявления повреждений теплоизоляционного слоя на жилых и промышленных объектах. Весьма востребованы такие тепловизоры в космонавтике, где с их помощью осуществляют дистанционное зондирование нашей планеты. Не первый год ученые пытаются внедрить приборы такого типа в медицинские учреждения. Ведь по незначительному изменению поверхности тела пациента, которое не уловить обычными термометрами, можно узнать очень многое. Например – найти место скрытого воспалительного процесса, закупорки сосуда и т.п.

Сегодня широкому внедрению приборов такого типа в гражданских сферах экономики мешает их относительно высокая стоимость. Если 1 см2 такой пластины сам по себе стоит около 25 тысяч рублей, то в виде фотоприемника – уже примерно миллион. Но технологии не стоят на месте, производство удешевляется. И спрос на гетероструктуры КРТ будет только возрастать. А в случае с нашей страной этот процесс будет идти еще более быстро – в силу возможных экономических санкций и взятого курса на импортозамещение. Так что, установки типа «Обь» можно смело относить к классу «стратегического назначения». 

Георгий Батухтин

Вопрос технической модернизации и инновационного развития российской экономики прозвучал «под занавес» прошедшего Международного форума «Технопром – 2014». Что может предложить для этого отечественная наука? Какие разработки есть в портфеле у наших ученых, и как это все отразится на нашей жизни?

При обсуждении подобных тем у нас очень часто находит коса на камень. «Камень» - это зависимость страны от продаж углеводородного сырья. Как мы уже писали ранее, кладовые Сибири и арктической акватории практически неисчерпаемы, что доказали наши ученые . И они же, ученые, вносят свой колоссальный вклад в освоение новых нефтегазовых месторождений. Но ведь это только часть науки. Другая часть как раз работает над тем, чтобы и в стране, и мире падал спрос на углеводородное сырье, снижалось потребление традиционных энергоресурсов.

Огромную роль в развитии данного направления играет Институт теплофизики СО РАН. Как высказался по этому поводу директор Института – Сергей Алексеенко: «К сожалению, многие у нас не признают необходимости перехода на возобновляемые источники энергии. Они даже не признают самого такого понятия. Тем не менее, если мы этого не сделаем, мы останемся в хвосте прогресса».

Согласно приведенным цифрам, в мире сегодня на долю возобновляемых источников приходится 5,2% произведенной энергии. В России этот показатель составляет – 0,1%. Цифра просто удручающая, характеризующая нас скорее как страну третьего мира, а не как передовую державу.

Только к 2020 году, согласно правительственным планам, у нас данный показатель хотят поднять до одного процента (всего лишь!). Хотя даже относительно этого показателя есть сомнения, что он будет достигнут. Слишком уж велика инерция устоявшихся подходов к энергетике.

Но, несмотря ни на что, от этого пути, от перехода на ВИЭ нам все равно никуда не деться, считает Сергей Алексеенко. По его убеждению, в ближайшей перспективе нам предстоит серьезно заняться развитием экологически чистых и эффективных технологий переработки органического топлива. А в отдаленной перспективе, считает ученый,  нас ожидает разработка эффективных методов преобразования и хранения энергии, без чего освоение возобновляемых источников невозможно в принципе. ВИЭ иначе работать не будут, поскольку почти все они – периодического действия. Заниматься же этим необходимо уже сейчас.

Сергей Алексеенко выделил два главных пути, связанных с ВИЭ. Первый путь – это использование солнечной энергии. То есть развитие фотовольтаики. На Западе это одно из магистральных направлений, хорошо поддержанное государством. Здесь наблюдается самый резкий рост из всех источников энергии. Установленная мощность солнечной энергетики за последние пять лет выросла в десять раз! На сегодняшний день она составляет более 100 ГВт. При этом 80% приходится на Европу.

А как обстоят дела в России? По признанию ученого, дела обстоят неважно. Недавно, например, у нас в стране построили предприятие по производству фотоэлементов на 130 МВт. И до сих пор не понятно, как оно работает, как расходится его продукция. Всего в России установленная мощность составляет здесь где-то 10 МВт. На фоне Европы это просто мизер. В Германии, например, в отдельные дни до 50% мощности от общей генерации электроэнергии достигается только за счет фотовольтаики. Для российских граждан  такие показатели граничат с фантастикой.

Как устранить означенный разрыв? Сергей Алексеенко видит выход  в производстве тонкопленочных кремниевых солнечных модулей на гибких подложках. Последний момент принципиально важен, поскольку пока этого у нас никто не делает. Такие модули могут быть как гражданского, так и специального назначения. Уже сейчас в Новосибирске сформирована мощная группа, включающая, помимо Института теплофизики СО РАН, известные в стране предприятия, с целью запустить такое производство. Самая важная задача  – это создание пилотного проекта, ради чего Институтом подготовлена заявка в Фонд перспективных исследований. От реализации пилотного проекта, уточнил Сергей Алексеенко, будет зависеть, как дальше  продвинется данная разработка, предложенная как раз специалистами Института. Речь идет о плазмохимическом методе, позволяющем осаждать пленки кремния в сто раз быстрее, чем это позволяют другие методы. В итоге получаем относительно невысокую себестоимость производства и соответственно – доступные цены на данную продукцию.

Как сказал Сергей Алексеенко: «По нашим оценкам цена такого модуля установленной мощностью в один ватт – всего 18 рублей. Пока что это самое дешевое, что можно предложить на рынке».

Поэтому данная продукция обещает быть вполне конкурентоспособной. Главное, что в России может начаться производство фотоэлементов по полному циклу, на основе отечественной технологии – с полной независимостью от внешних поставок. Тем самым параллельно будет решаться проблема импорта-замещения, актуальная на сегодняшний день (ввиду западных санкций). Мало того, благодаря конкурентоспособности, создается возможность трансфера данной технологии в другие страны.

Наконец, второй путь – это геотермальная энергия. В нашей стране очень много геотермальных источников. Хотя, утверждает Сергей Алексеенко, если хорошо капнуть, то можно такой источник найти где угодно. Речь в данном случае идет о глубинном тепле – на глубине от трех до десяти километров, где температура достигает порядка 350 градусов Цельсия. Как добыть такое тепло? Для этого нужно пробурить глубокую скважину до десяти километров, сделать гидроразрыв, затем закачивать туда воду, где она будет нагреваться до нужной температуры. Так будет создан нормальный термодинамический цикл.

Пока в нашей стране на этот счет ничего не делается, однако, по оценкам западных ученых, перспективы здесь просто умопомрачительные. Так, один из американских ученых утверждает, что в области энергетики можно вообще больше ничем не заниматься, а только глубинным теплом. И этого хватит навсегда. В США уже в прошлом году была запущена первая коммерческая станция. А по планам к 2050 году за счет глубинного тепла там собираются достигнуть уровня в 100 ГВт. Это – 10% от всей мощности (или половина мощности России). Показательным моментом является то, что первый этап таких работ осуществляется за счет федерального бюджета. Причем за результат непосредственно отвечает Департамент энергетики США. Надо отметить, что в Америке реализуется за счет государства сразу несколько программ, связанных с ВИЭ. При этом вся отчетность по расходам находится в открытом доступе!

Получается, что у нас бурят скважины, чтобы добыть топливо, а в Америке начали бурить, чтобы сразу добыть тепло. Наши ученые, кстати, уже сегодня готовы реализовать аналогичный проект по извлечению глубинного тепла. И не где-то, а на территории Новосибирской области. Иначе говоря, отечественная наука готова к реализации такой программы. А государство?

А государству пока это не интересно. Во всяком случае, ни о какой государственной программе на этот счет вопрос даже не ставится. 

Олег Носков

Депутаты, допустив ряд несуразностей в своих выступлениях, приняли законопроект о введении в России вечного зимнего времени. В качестве аргументов пошли Украина и петух.
В Государственной думе России в присутствии 437 депутатов из 450 было одобрено возвращение в России поясного времени. В первом чтении за него проголосовали 436 депутатов, а воздержался всего лишь один парламентарий. Ранее президиум фракции «Единая Россия» рекомендовал парламентскому большинству проголосовать за законопроект о возврате к зимнему времени. Таким образом, еще одна инициатива Дмитрия Медведева в бытность его президентом России не прижилась. А законопроект о возвращении зимнего времени был внесен в Госдуму в январе, однако депутаты решили рассмотреть его после окончания Олимпиады в Сочи.

Впоследствии правительство России решило узнать мнение регионов касательно закона, а Минпромторг заказал научное исследование в регионах по вопросу поясного времени.

Перед принятием законопроекта в первом чтении выступил представитель «Единой России» — первый заместитель председателя комитета Государственной думы по охране здоровья Николай Герасименко, который также является доктором медицинских наук и академиком Российской академии медицинских наук. По его словам, за последнее время было рассмотрено 12 законопроектов, 10 из которых подразумевали возвращение к поясному времени.

Кроме того, в 2012–2013 годах были проведены научные исследования, подтвердившие, что отмена поясного времени не стоит тех медицинских и демографических проблем, которые она вызывает. Это подтвердили и в РАМН, и в Роспотребнадзоре.

Таким образом, комитет по охране здоровья целиком поддержал принятие законопроекта и рекомендовал прислать все поправки после первого чтения в течение двух недель. В то же время представитель КПРФ Валентин Романов спросил, получила ли Государственная дума позицию правительства по вопросу поясного времени, на что Герасименко ответил, что правительство России проводит мониторинг с помощью субъектов. Тем не менее результатов этого мониторинга пока нет.

Затем депутат от ЛДПР Максим Шингаркин попытался узнать, возможно ли сделать так, чтобы 12 часов дня соответствовали времени, в течение которого солнце находится в зените.

Он мотивировал это тем, что учебники географии должны соответствовать астрономическим представлениям, однако ошибочно назвал текущую систему времени декретной, заявив, что большевики развели это время, следуя своей идеологии опережающего развития. При этом депутат явно перепутал термин «зенит» — точка, которая находится прямо над головой наблюдателя, то есть точка, имеющая высоту над горизонтом 90 градусов, — с термином «верхняя кульминация» — моментом, когда светило поднимается на максимальную высоту в своем суточном движении.

После принятия нескольких законопроектов началась дискуссия. Первым участие в ней принял депутат от ЛДПР Сергей Иванов. Он выступил с резкой критикой принятых прежде изменений. «Сколько времени прошло? Два года, три года. А еще в 2008 году все прекрасно понимали, что отмена поясного времени — это ошибочно. А мы с 2011 года не могли принять законопроект. Если кому-то надо электроэнергию сэкономить, на работу приходите раньше или позже, а не стрелки переводите. Спасибо президенту России Владимиру Путину и Государственной думе, что мы теперь можем исправить эту ошибку», — сказал депутат.

Вслед за ним выступал представитель «Справедливой России» Александр Тарнавский, заявивший, что его фракция полностью поддерживает законопроект. Тем не менее он не обошелся без критики правительства, сказав, что его упрямость в данном вопросе и отсутствие четкой позиции не может не удивлять.
Еще более эмоциональным оказался представитель КПРФ Николай Коломейцев, выступление которого содержало немало несуразностей и эмоций.

«Депутаты! Во всех уважаемых странах имеется институт времени, у которого есть эталон и научная база. А вообще, естественный хронограф — это петух. Он везде будет ровно в пять утра кукарекать», — сказал парламентарий.

По его словам, отмена зимнего времени была одобрена ради проведения Олимпиады в Сочи, однако теперь, когда она уже состоялась, на содержание ее инфраструктуры будет потрачено еще 60 млрд руб. А это, по мнению Коломейцева, неправильно. Он считает, что из-за отмены поясного времени резко ухудшилась успеваемость в школах.

«Что это такое? Меняют время как хотят. Разделили Донецк и Луганск с Ростовом-на-Дону, два часа времени. Время разделяет народы!» — резюмировал депутат.

Завершало дискуссию, предварявшую голосование, выступление лидера ЛДПР Владимира Жириновского. Его речь была довольно эмоциональна и строилась вокруг актуальной конъюнктуры. По его словам, подходя к вопросу перевода часов, надо брать историю вопроса.

«До войны время тронули — на Западе его переводят, давайте и мы теперь! На Западе хотят экономить! Англичане моются в умывальнике, а мы туда сморкаемся. Нам тоже так делать? Не надо вот этого!» — утверждал Жириновский.

Согласно словам парламентария, оперировать ложным понятиями нельзя. В качестве примера он привел Украину, где считают, что «в Киеве демократы, на юго-востоке — террористы, а Степан Бандера — главный герой». Жириновский не оставил в покое и врачей, которые «молчат и на которых лежит вина». Не забыл он и про детей, которые страдают от перевода времени.

«Как детей положите спать, так они встанут. А если родители до двух ночи в карты играют и пьянствуют, то и дети не уснут. Не закон неправильный, а время неправильное. Ну давайте примем закон. И что? Ссылка на волю народа — страшная ссылка. Как хочет народ в Киеве? Жгут Одессу, бомбят Донбасс! Так хочет народ на Майдане. Мы не должны делать подобные ссылки, давайте поставим на голосование шум города — убрать! Давайте остановим заводы, двигатели, фабрики. А люди проголосуют!» — заявил Жириновский.

Второе чтение законопроекта «О внесении изменений в Федеральный закон «Об исчислении времени» в части установления на территории субъектов России времени, приближенного к поясным значениям, пройдет в течение нескольких недель. На рассылку предложений и поправок депутатам дали 14 дней.

На данный момент законопроект предполагает установить «московское время» равным национальной шкале времени России, соответствующей всемирному координированному времени UTC+3 часа, 10 часовых зон и запрет сезонных переводов времени. В случае если закон будет принят, он вступит в силу 26 октября 2014 года.
Однако повод для дискуссии по-прежнему остается. В лекции «Газеты.Ru» астроном Олег Угольников объяснил, чем для России чреват перевод стрелок на один час назад «раз и навсегда».

Ответить Угольникову решил один из авторов законопроекта — депутат Сергей Калашников. По его мнению, Угольников «явно лукавит».

«Основной аргумент в пользу зимнего времени — это значительное ухудшение здоровья людей при жизни зимой по летнему времени».

«Из приведенного в лекции графика абсолютно ничего не видно. А что касается рассуждений, то астроному, знакомому с понятием «широты», положено знать, что в средних и северных широтах с ноября по март продолжительность светлого времени суток составляет 4–8 часов, что не позволяет гулять вечером при солнце. А здоровье зависит в первую очередь от того, выспался человек или нет. И в частности от того, проводит ли он первую часть дня в темноте», — сказал депутат.

По его словам, лекция напомнила ему «Письмо ученого соседа» и она свидетельствует об очень неглубоком знании автором проблемы и фактов науки хронобиологии.
«Советую автору прочитать книгу нашего ученого, в том числе и астронома Александра Чижевского «Земное эхо солнечных бурь», — резюмировал Калашников.

Олег Угольников также нашел что ответить депутату.

«Ответ состоит в том, что зимой все равно придется вставать в темноте, а «выигранный» час попадет уже на начало рабочего времени, когда смысла особого в нем уже нет.

Отрезок подъема при солнечном свете увеличится только на два месяца, как я уже и писал в статье. Причем все эти эффекты можно было бы снять вводом сезонного зимнего времени, как это делается во многих странах мира», — сказал он.

«Насчет светлых вечеров — они были после окончания рабочего дня уже в феврале. В конце апреля светло до 21 часа. В случае реформы — будет светло только до 20 часов — мы потеряем очень нужный светлый вечерний час. Он перейдет на интервал 5–6 часов утром, где он абсолютно никому не нужен», — добавил Угольников.

Таким образом, готовящийся к принятию законопроект не решает всех тех проблем, которые действительно имеются. На деле он является заменой одной неправильной инициативы другой неправильной инициативой.

Сахалин и Курильские острова богаты природными ресурсами и подвержены сильным ударам природных катастроф. Именно на Сахалине произошло самое разрушительное в РФ землетрясение 28 мая 1995 года, стершее с лица земли город Нефтегорск с его жителями. Нередки здесь сильные циклоны и шторма, заглядывают сюда и ураганы, хотя здесь они и не столь разрушительны, как в южных широтах. Тематика научных исследований на Сахалине и на Курилах в значительной мере определяется исследованием природных ресурсов, составляющих основу экономики края, и исследованием природных катастроф.
Эффективность рыбного промысла во многом зависит от прогноза динамики водных масс, преимущественно прибрежных. А динамика прибрежных вод Сахалина в значительной степени определяется поступлением вод Амура. Ученые Сахалинского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии и Института морской геологии и геофизики ДВО РАН на основе анализа спутниковой информации о концентрации хлорофилла показали сильное опресняющее влияние стока Амура на морские воды вокруг Сахалина. Оказалось, что в зависимости от доминирующих сезонных ветров амурские воды то глубоко внедряются в акваторию Охотского моря, то как бы обнимают Сахалин, разворачиваются вдоль его восточного берега, спускаются к югу и фиксируются по резкому падению солености прибрежных вод вплоть до залива Анива на самом юге Сахалина. Естественно, такие изменения водного режима существенным образом воздействуют на экологические условия в прибрежной зоне. Понимание таких процессов позволяет объяснить (а значит, и спрогнозировать) условия добычи разнообразных морепродуктов.
Очевидна актуальность для Сахалина и Курил исследований и по сейсмической опасности, и по предупреждению угрозы цунами. Для случая сейсмичности наибольший практический интерес представляют задачи оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений, а для цунами наибольшую актуальность представляет задача оперативного сбора данных об опасности цунами — уже по факту возникновения землетрясения. Решение обеих этих задач пока не реализовано. по объективным и по субъективным причинам.

Существующие методики прогноза землетрясений обеспечивают долгосрочный и среднесрочный статистический прогноз сильного землетрясения. Период тревоги при долгосрочном прогнозе составляет более пяти лет, а при среднесрочном — от года до 5 лет. При прогнозе указывается, что вероятность возникновения сильного землетрясения в исследуемом районе становится существенно выше фоновой. Наибольший практический интерес представлял бы, однако, краткосрочный прогноз за сутки или недели до сильного землетрясения. И такая задача не кажется безнадежной. Действительно: известно, что возникновению сильного землетрясения довольно часто предшествует лавинообразная активизация слабой сейсмичности. На рис. 1а дан пример такой активизации перед сильнейшим Симуширским землетрясением 15 ноября 2006 года с магнитудой Мw=8,3. Методика и алгоритм прогноза момента сильного землетрясения на основе такой предложены А.И.Малышевым (ИГиГ УрО РАН) и регулярно совершенствуются им совместно с И.Н.Тихоновым (ИМГиГ ДВО РАН). Пример полученных ими изменений прогнозного значения момента готовящегося Симуширского землетрясения приведен на рис. 1б. Видно, что уже за 40 суток были получены весьма точные (подтвердившиеся впоследствии) значения момента землетрясения. Обработка других активизаций, предварявших все сильнейшие (М ~ 8) землетрясения в районе Курильских островов с 1963 года, также оказалась успешной. Было установлено, что по мере приближения момента события точность прогноза в среднем растет, и для последних часов перед землетрясением обычно составляет минуты, редко часы. Читатель может недоуменно спросит, — так разве это не решение задачи краткосрочного прогноза землетрясения с М ~ 8? К сожалению, нет. Пока успешные прогнозы для событий с М ~ 8 получены ретроспективно, и при анализе данных возникает большая доля ложных тревог. Это неприемлемо. В настоящее время идут работы над выявлением признаков, которые позволили бы надежно отбраковывать ложные тревоги.
Несколько иная ситуация с опасностью цунами. Сильнейшие сейсмические катастрофы, вызвавшие мощнейшие волны цунами (подобные возможным и на Курилах) произошли уже в нашем веке в Индонезии и в Японии. Землетрясение 26 декабря 2004 года в Индийском океане вызвало волну цунами максимальной высотой около 15 м. От этого землетрясения, преимущественно от цунами, погибло, по разным оценкам, от 225 до 300 тыс. человек по всему миру. Второе сильнейшее землетрясение произошло 11 марта 2011 года в Японии. Возникшая при этом волна цунами значительно превысила прогнозные оценки, что и привело к большим потерям и к аварии на АЭС Фукусима.
В случае цунами основная задача состоит в оперативной оценке опасности цунами уже по факту происшедшего землетрясения. Задержка в приходе цунами позволяет в большинстве случаев предупредить об опасности и принять меры. Огромные потери от цунами при упомянутых выше сильнейших землетрясениях — как это часто и бывает — стимулировали создание международной системы оперативного оповещения о цунами. И такая международная система оповещения была создана, в том числе и на нашем — функционировала и на Курильских островах до сентября 2013 года. В августе-сентябре 2013 года на метеостанциях «Южно-Курильск», «Малокурильское», «Курильск» и «Северо-Курильск» побывали сотрудники ФСБ и, предъявив постановление Сахалинского областного суда о проведении оперативно-розыскных мероприятий, изъяли оборудование системы наблюдений за цунами. Персоналу объяснили, что получены данные о признаках преступления, предусмотренного статьей 283.1 Уголовного кодекса России — незаконное получение сведений, составляющих государственную тайну.

Сразу после изъятия оборудования последовали запросы в комиссию по цунами при Президиуме РАН, в Росгидромет, в полпредство Дальневосточного федерального округа, в правительство, прокуратуру, управление ФСБ, в управление МЧС Сахалинской области. Всюду куда можно.
В ответ было дано разъяснение, что ГУ «Сахалинское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (СахУГМС) Росгидромета и некоторые научные организации создали угрозу безопасности России, разместив на акватории Курильских островов иностранные технические средства оперативного наблюдения.
За время бездействия оперативной системы оповещения о цунами на Курилах уже произошли два сильных потенциально цунамигенных землетрясения. К счастью, волны цунами от них были слабые. Хотелось бы, чтобы ситуация с системой оповещение об опасности цунами как можно скорее получила приемлемое разрешение. Разве нельзя, например, согласовать расположение датчиков и режим передачи получаемой информации и трассы и режимы прохода военных судов? Вряд ли специально создаваемые малошумящими подводные крейсера столь шумны, что их будут фиксировать датчики, не нацеленные исходно на решение этой задачи и размещенные в стороне от трасс их передвижения.