Арктические инновации России

В октябре 2013 г. первая в России морская ледостойкая стационарная нефтяная платформа (МЛСП), созданная на производственном объединении «Севмаш» в  море, начала добычу нефти в испытательном режиме. В апреле 2014 г. первый танкер с 70 тыс. т арктической нефти отошел от терминала МЛСП «Приразломная» курсом на порт Роттердам. Платформа «Приразломная» стала крупнейшим проектом в области морской добычи углеводородов на арктическом шельфе России, который «Севмаш» осуществил в кооперации с российскими и зарубежными партнерами.

Как все начиналось

Еще в 1970-1980-х гг. на шельфах Баренцева и Карского морей были разведаны запасы углеводородов мирового значения. Блестяще оправдался научный прогноз академика И.С. Грамберга, определившего Северный Ледовитый океан как крупнейшую нефтегазоносную провинцию на Земле.

В конце 1991 г. предприятия атомного подводного кораблестроения во главе с ПО «Севмаш» (генеральный директор – Д.Г. Пашаев) выдвинули предложение по активному освоению нефтегазовых ресурсов арктического шельфа на базе технологий и производств атомного судостроения и нефтегазовой промышленности России. Идея была активно поддержана научным руководителем создания атомного флота страны Курчатовским институтом и государственным газовым концерном «Газпром». Так сформировалась коалиция крупнейших российских государственных структур: «Севмаш» — Курчатовский институт – «Газпром», ориентированная на освоение нефтегазовых ресурсов арктического шельфа на базе современных технологий и производств российского атомного судостроения и нефтегазовой промышленности.

В январе 1992 г. президент Российского научного центра «Курчатовский институт» Е.П. Велихов представил руководству страны предложение по созданию российской национальной компании для освоения нефтегазовых ресурсов арктического шельфа.

Главной идеей было объединение ресурсного («Газпром»), промышленного («Севмаш») и научного (Курчатовский институт) потенциалов страны для освоения арктического шельфа. Предложение было принято, и по поручению президента России распоряжением Правительства РФ в мае 1992 г. было создано ЗАО «Российская компания по освоению шельфа» («Росшельф»), в состав которого вошли крупнейшие производственные и проектные предприятия судостроительной и нефтегазовой отраслей и научные организации страны. В совет директоров «Росшельфа» вошли Д.Г. Пашаев, B.C. Черномырдин, губернатор Архангельской области А.А. Ефремов, генеральный конструктор ЦКБ МТ «Рубин» С.Н. Ковалев, руководители крупнейших предприятий. Совет директоров «Росшельфа» на протяжении девяти лет возглавлял президент РНЦ «Курчатовский институт» академик Е.П. Велихов.

Это – наша работа

В мае 1992 года для освоения арктического шельфа создано ЗАО «Российская компания по освоению шельфа» Поскольку предстояло освоение Штокмановского газоконденсатного и Приразломного нефтяного месторождений в Баренцевом море, Правительство РФ поручило «Росшельфу» в сжатые сроки представить обоснования реализации этих проектов на основе российского производства.

К этому времени проработки Штокмановского проекта уже выполнялись специально образованным для этой цели международным консорциумом «Арктическая звезда» в составе американской Conoco, норвежской Norsk Hydro, финской Finnish Barents Group, российской «Арктикморнефтегазразведки» и других организаций.

Летом 1992 г. делегация «Росшельфа» посетила европейские производства морских нефтегазовых платформ и платформы в Северном море. Поездка была весьма полезной: наши специалисты смогли наглядно увидеть, как в многолетнем производственном цикле основание платформы строится в одном конце света, верхнее строение — в другом, затем эти тысячетонные конструкции доставляются за тысячи километров морем к месту установки, соединяются на плаву, устанавливаются на месторождениях и включаются в работу.

По возвращении делегации «Росшельфа» Е.П. Велихов встречал коллег в московском аэропорту «Шереметьево». На его вопрос: «Ну что там?» Д.Г. Пашаев коротко ответил: «Евгений Павлович, это – наша работа, и мы можем ее сделать».

Начало строительства платформы

В «Росшельфе» закипела работа. Обоснование Штокмановского проекта велось под руководством ОАО «Гипроспецгаз» (Санкт-Петербург), а обоснование Приразломного проекта осуществлял «ВНИПИМорнефтегаз» (Москва). Работы осуществлялись в тесном взаимодействии с отечественными разработчиками и производителями. В качестве консультанта впервые была привлечена американская компания Brown & Root.

Было принято решение осваивать Приразломное нефтяное месторождение на основе специально создаваемой для ледовых условий Баренцева моря стационарной платформы Осенью 1992 г. конкурирующие предложения консорциума «Арктическая звезда» и компании «Росшельф» сошлись в Государственной экспертной комиссии. Ожесточенные споры между конкурентами о подходах к реализации шельфовых проектов закончились подписанием в ноябре 1992 г. президентом России Б.Н. Ельциным распоряжения о выдаче «Росшельфу» лицензий на освоение Штокмановского   газоконденсатного   и Приразломного нефтяного месторождений в Баренцевом море. «Газпром» гарантировал Правительству РФ финансирование проектов «Росшельфа», и в марте 1993 г. «Росшельфу»            были выданы лицензии. Было принято решение осваивать Приразломное нефтяное месторождение на основе специально создаваемой для ледовых условий Баренцева моря стационарной платформы. Генеральным партнером «Росшельфа» в создании первой в России морской ледостойкой нефтяной платформы «Приразломная» была выбрана старейшая в области морского нефтегазового инжиниринга американская компания Brown & Root из концерна Halliburton. На средства «Газпрома» была проведена необходимая реконструкция производства «Севмаша», которое получило сертификат на соответствие мировым стандартам ISO 9001.

Разработку проекта возглавляли генеральный конструктор «Рубина», лауреат Ленинской премии академик С.Н. Ковалев и директор по России компании Brown & Root доктор Уолтер Джексон, дело которых впоследствии продолжили А.Р. Гинтовт («Рубин») и Роберт Брендлинг (Kellogg Brown &, Root).

Были рассмотрены шесть принципиально разных конструкций платформы, в итоге для разработки и строительства выбрали предложенный С.Н. Ковалевым вариант стационарной гравитационной платформы в виде опирающегося  на морское  дно  острова  со стальным опорным основанием (кессоном) и верхним строением, состоящим из отдельных модулей.

Весной   1995г.  совет директоров  «Росшельфа»  принял решение о начале строительства МЛСП «Приразломная» на «Севмаше» по заказу «Росшельфа». К тому времени обстановка осложнилась. В середине 1990-х гг. в стране возникла крайне нестабильная экономическая ситуация. Даже гигантский «Газпром» захлестнула волна неплатежей. На «Севмаше» сложилась критическая обстановка    вследствие резкого сокращения гособоронзаказа, завод терял квалифицированных рабочих. Приразломный проект            давал новое дыхание «Севмашу», открывал «Газпрому» перспективу в Арктике. Усилиями лидеров российской науки    (Е.П. Велихов), судостроения (Д.Г. Пашаев) и нефтегазовой промышленности (Р.И. Вяхирев), объединенных в руководстве «Росшельфа», Приразломный проект был выведен на стадию реализации. В декабре 1995 г. состоялась торжественная закладка платформы. В гигантском стапельном цехе «Севмаша» тысячи заводчан с надеждой и энтузиазмом наблюдали начало работы, которая давала прославленному предприятию новое направление развития. 

Строительство кессона

Вывод суперблока из стапельного цеха. Фото журнала «В мире науки» Конструкция кессона по габаритам не проходила через           батопорт наливного бассейна «Севмаша», поэтому приняли решение строить основание платформы из четырех суперблоков, которые соединялись в единую конструкцию на плаву у достроечной набережной завода.

Для строительства кессона потребовалось разработать хладостойкую сталь с низким содержанием углерода, не только способную выдержать температуры до-42° С, но и обладающую высокой прочностью на растяжение по длине, ширине и толщине листа. Такая сталь была разработана Санкт-Петербургским ЦНИИ КМ «Прометей» и изготовлена «Северсталью» (Череповец). Новые сварочные материалы и технологии, в том числе для подводных сварочных полуавтоматов, были разработаны «Севмашем» совместно с «Прометеем» и Институтом электросварки им. Е.О. Патона Национальной академии наук Украины. Важную роль в создании такого нового для судостроительной промышленности России морского сооружения, как МЛСП «Приразломная», сыграл Крыловский государственный научный центр. Он участвовал в создании проекта самой платформы, обслуживающих ее технических средств, балластировке, буксировках и установке платформы на месторождении.

Для строительства кессона были задействованы корпусносборочное и стапельное производства «Севмаша». Конструкции кессона перемещались между цехами по мере наращивания их объемов и веса, объединялись в блоки и суперблоки. Основная часть работ по сооружению суперблоков выполнялась в построенном перед самой Великой Отечественной войной стапельном цехе № 50. По мере готовности суперблоки весом до 20 тыс. т каждый выводились из стапельного цеха в заводскую акваторию и буксировались к достроечной набережной «Севмаша» для дальнейших работ.

Таким образом, в заводскую акваторию «Севмаша» были выведены четыре суперблока. У достроечной набережной завода они соединялись специальными приспособлениями и сваривались выше и ниже ватерлинии.

Сварка на плаву суперблоков, имеющих длину 126 м и осадку около 5 м, потребовала разработки специальной технологии. Необходимо было обеспечить безопасность сотен людей, одновременно работающих в зонах стыков суперблоков ниже ватерлинии.

Были спроектированы и запатентованы специальные устройства герметизации зоны стыка, а также технологии, обеспечивающие эффективную и безопасную работу персонала. Всего при соединении четырех суперблоков в единый кессон было выполнено более 15 км сварных соединений ниже ватерлинии.

Для формирования необходимых трубопроводов из титановых труб диаметром 1000 мм, которые не производились российской промышленностью, «Севмаш» разработал специальные технические условия и организовал производство таких труб. Совместно с «Прометеем» была создана специальная мобильная установка для оксидирования монтажных сварных соединений титановых труб непосредственно на платформе.

После сварки кессона на плаву его отбуксировали в специально углубленный котлован в заводской акватории, забалластировали, притопили и установили на щебеночную постель, предварительно уложенную на дно котлована. Затем была произведена накатка на кессон вспомогательного модуля и конструкции верхнего строения платформы, в качестве каковой после выполнения экспертизы состояния металла была использована 14-тысячетонная металлоконструкция от норвежской платформы Mutton.

Строительство верхнего строения платформы

На завершающем этапе создания платформы ее проектирование и монтаж оборудования осуществлялись практически одновременно. Завершение создания платформы было полностью выполнено российскими разработчиками, включая систему управления технологическими процессами на платформе с более чем 20 тыс. объектов управления.

На платформе были установлены жилой модуль, буровой комплекс, энергетика, устройства отгрузки нефти, вертолетная площадка и другое крупногабаритное оборудование, приобретавшееся по конкурсу у лучших мировых производителей.

Строительство платформы осуществлялось в тесном взаимодействии «Севмаша» (главный строитель платформы – начальник производства морской технологии для добычи нефти и газа и гражданского судостроения «Севмаша» В.В. Бородин), Курчатовского института (один из основных идеологов развития проекта и его продвижения на всех уровнях – академик Е.П. Велихов) и «Газпрома» (инвестор и эксплуатант платформы – компания «Газпром нефть шельф», генеральный директор Г.П. Любин).

Завершение строительства и установка платформы на месторождении

Буксировка платформы в Баренцевом море Фото журнала «В мире науки» После завершения основных строительных работ необходимо было закачать в кессон бетонный балласт для достижения необходимого веса платформы и для перераспределения внешних ледовых нагрузок на ее корпус. Из-за недостаточной глубины заводской акватории «Севмаша» платформа была переведена в глубоководную незамерзающую акваторию судоремонтного завода № 35 в Мурманске. У пирса установили два передвижных бетонных завода. Для балластирования платформы была разработана специальная бетонная смесь с малой усадкой и с малым тепловыделением при затвердевании. В течение полутора месяцев в кессон платформы было загружено 122 тыс. т бетонного балласта. При этом единовременная закачка бетона достигала рекордной величины 20 тыс. т.

В августе 2011 г. балластировка платформы была закончена. Заводчане и гости торжественно проводили платформу на месторождение, куда ее отбуксировали в последней декаде августа.

Буксировки платформы осуществлялись английской компанией Global Maritime океанскими буксирами под российским флагом по проектам, разработанным Кры-ловским государственным научным центром.

На точке платформа была раскреплена на предварительно уложенные на морское дно якорные цепи. В корпус платформы было закачано 210 тыс. т морской воды. 28 августа 2011 г. платформа села на дно на глубине 19 м, отклонение от проектных координат составило менее 1 м.

Чтобы избежать размыва дна у основания платформы подводными течениями и винтами танкеров, вокруг кессона была отсыпана каменная берма, для чего специальным судном из карьеров Мурманска перевезли к платформе и отсыпали 92 тыс. т калиброванного щебня и камня.

В сентябре 2011 г., находясь на прямой связи с платформой, В.В. Путин (тогда председатель Правительства РФ) входе конференции «Арктика – территория диалога» определил строительство и постановку на точку платформы «Приразломная» как начало практического освоения российского арктического шельфа.

Высокое качество платформы было подтверждено заключением компаний Mackenzie, Aker Solutions и Kvaerner в декабре 2013 г. Аудиторская проверка показала, что «Приразломная» соответствует стандартам морских нефтегазовых объектов, уровень проекта и качество строительных работ высокие.

Платформа пережила две зимы. Датчики, во множестве закрепленные на элементах конструкции платформы, не зафиксировали каких-либо смещений в позиции платформы и нештатных напряжений. В августе 2013 г. с платформы в режиме испытания было начато бурение первой промысловой скважины. В октябре 2013 г. в танки платформы поступила первая нефть. В апреле 2014 г. первый танкер с 70 тыс. т арктической нефти отошел от терминала МЛСП «Приразломная» курсом на Роттердам.

Значение Приразломного проекта трудно переоценить. Прежде всего, на российском производстве и на российские деньги был реализован крупномасштабный инновационный проект. В ходе его реализации эффективно взаимодействовали структуры российского ресурсного, промышленного и научно-технического сообществ, которые при поддержке политического руководства страны вместе успешно реализовали стратегически важный для российского государства проект.

Ключевым условием успеха стало объединение интересов инвестора («Газпром»), промышленности («Севмаш») и науки (Курчатовский институт, Крыловский государственный научный центр и др.) в рамках единой управляющей структуры «Росшельф».

Уникальный опыт строительства МЛСП «Приразломная» на «Севмаше" подтвердил возможность создания в России новой отрасли машиностроения для морской добычи углеводородов на базе технологий и производств российского судостроения. Строительство МЛСП «Приразломная» вместе с научно-техническими разработками и морскими работами обеспечило сохранение в России более 7 тыс. высококвалифицированных рабочих мест.

В заключение

В 1997 г. в Норвегии вышла книга о «Росшельфе» Russia's Marine Oil and Gas Industry Approaches the Arctic Shelf: A history of Rosshelf, авторы которой — Е.П. Велихов и В.П. Кузнецов. Повествование завершалось словами: «Хочется думать, что недалеко то время, когда в Северном Ледовитом океане на нефтяных и газовых месторождениях зажгутся огни российских морских добывающих платформ». Сегодня эти огни зажглись!      

Валерий Викторович Бородин,

Вячеслав Петрович Кузнецов 

КРОН продолжает работу

Уважаемые коллеги!

Приглашаем Вас принять участие в работе 2-й сессии КОНГРЕССА РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ, КУЛЬТУРЫ, НАУКИ И ТЕХНИКИ, которая состоится 22-23 ноября 2014 г. в г. Москве.

Конгресс работников образования, культуры, науки и техники (сокращенно – Конгресс, или КРОН) является общественным движением, действующим как сеть общественных организаций. Конгресс инициирован:

* Общественным движением «Образование для всех»,
* Профсоюзным объединением «РКК-Наука»,
* Профсоюзом работников Российской академии наук,
* Санкт-Петербургским союзом ученых,
* Общественным движением «За возрождение отечественной науки»,
* Российским союзом научных и инженерных общественных объединений,
* Общественным движением «Родительская забота»,
* Общественным движением «Альтернативы»,
* Московской городской территориальной организацией российского профсоюза работников культуры.

Первая сессия Конгресса прошла в Москве 30 ноября 2013 г. Она инициировала объединение российских общественных организаций работников образования, культуры, науки и техники вокруг главной цели — принятия и реализации государством комплексной стратегии развития страны в интересах прогресса ее человеческого потенциала. Основные документы Конгресса и деятельность за истекший период отражены на сайтах http://congress-cron.comhttp://info-cron.expendo.net. Основным результатом можно считать подготовку к общественному обсуждению проектов концепций развития образования, науки, культуры и предложений по развитию справедливого информационного общества, инженерно-технического обеспечения прогресса страны, инновационного предпринимательства.

Вторая сессия станет частью международного Конгресса «Производство, наука и образование в современной России: проблемы реинтеграции». В работе Конгресса примут участие известные ученые, деятели образования, культуры и техники, лидеры отечественного наукоемкого бизнеса, депутаты Государственной Думы РФ, активисты общественных организаций.

Работа сессии будет нацелена на обсуждение концепций законопроектов и предложений рабочих групп Конгресса, а также на консолидацию действий в продвижении в общественном сознании и в законодательном поле её результатов. Программа сессии будет включать пленарные заседания, работу тематических секций, инициативные семинары и круглые столы, принятие основополагающих документов, формирование рабочих органов на последующий период.

Подробная Программа и Регламент работы сессии Конгресса будут сообщены дополнительно.

Для участия в работе Конгресса необходимо до 24:00 15 ноября 2014 г. зарегистрироваться по указанному ниже адресу с указанием ФИО (полностью), места работы, должности, ученой степени и звания (если имеются), Общественной организации (если Вы ее представляете или являетесь членом), сферы Ваших интересов, темы выступления (если планируете), электронной почты, телефона.

Для иногородних участников может быть забронировано место проживания (гостиница, общежитие).

Общественные организации и движения, разделяющие цели Конгресса, могут подключиться к его деятельности и/или инициировать проведение семинаров, круглых столов и т.п. Предварительная регистрация участников сессии Конгресса организована по адресу: http://congress-cron.com/sobytiya/itemlist/category/24-au.

Условия участия в работе сессии Конгресса будут сообщены предварительно зарегистрировавшимся до 20 ноября 2014 г.

Контакты по электронной почте science.reg@mail.ru

Граждане, не переживайте – сёмга будет!

17 сентября начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Александр Люлько совместно с мэром города посетил ОАО «Новосибирскрыба» - одно из самых стабильных предприятий рыбной отрасли России - для ознакомления с настоящим состоянием и перспективами развития в связи со сложившейся политической и экономической обстановкой.

 «Новосибирскрыба» специализируется на переработке рыбы и морепродуктов. Ассортимент выпускаемой продукции – более 160 наименований, в том числе – 90 наименований рыбы горячего и холодного копчения, 30 наименований соленой продукции.

В ходе визита речь помимо общепроизводственных аспектов шла о возможности заморозки цен на рыбную продукцию в городе, что, к сожалению, маловероятно из-за повышения закупочных цен на отечественную рыбу и роста курса доллара, от которого напрямую зависят цены на импортное сырье.

У предприятия нет такого уровня рентабельности, чтобы оно могло погасить рост цен на закупаемую рыбу без повышения цен на готовую продукцию.

Радует, что экономические санкции никак не отразятся на ассортименте предприятия. По этому поводу А.Н. Люлько отмечает в своем Твиттере: «Граждане, не переживайте – семга будет. Договорились, что вместо Норвегии ее будет поставлять Чили».

 

 

Наталья Гусева

Сибирские ученые разработали теплосберегающие жалюзи

19 сен 2014 - 05:18

Томские и новосибирские ученые разработали жалюзи со специальным покрытием, которое не пропускает через окна на улицу тепло, сообщил журналистам заведующий лабораторией проблем энергосбережения Института теплофизики СО РАН Михаил Низовцев.

По его словам, ученые Института теплофизики некоторое время назад завершили испытания теплосберегающих жалюзи и экранов для окон.

"Внешне это обычные жалюзи с вертикальным или горизонтальным закрытием. В окне с двойным остеклением конструкция монтируется между рамами", - рассказал ученый.

Особенность жалюзи - в разработанном томским Институтом сильноточной электроники СО РАН (Томск) специальном прозрачном покрытии, которое не окисляется и не боится влаги, хорошо пропускает свет, но при этом не выпускает тепло из помещения.

"Что интересно, для ЖКХ это достаточно дешевая конструкция. Вы не меняете окна. Можно использовать и старые, просто между стеклами установить жалюзи и тем самым существенно повысить термическое сопротивление", - пояснил М.Низовцев.

Испытания проводились в климатических камерах Института теплофизики - они показали, что тепловые потери окон сократились в два раза.

Российские ученые намерены создать группировки "умных" мини-спутников

19 сен 2014 - 05:13

Российские ученые вместе со специалистами предприятий космической отрасли намерены создать мини-спутники, которые впервые в мире смогут объединяться в группировки, самообучаться и даже ремонтировать друг друга, не покидая орбиты, рассказал РИА Новости директор Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН (Томск) Сергей Псахье.

Ранее в Томске состоялся "круглый стол" с представителями местных вузов, ОАО "РКК "Энергия" и других предприятий. Участники мероприятия предложили создать тематический консорциум по разработке кластеров "КубСатов" (CubeSat) — искусственных мини-спутников Земли, используемых для исследования космоса и других задач.

"Это новый шаг по развитию космонавтики. Идея — сделать "рои" таких спутников, которые самообучаются, взаимодействуют друг с другом, передают команды. Группировки спутников будут обладать различным функционалом. Например, летчик-космонавт Владимир Джанибеков высказал предположение, что это могут быть спутники-"пауки", которые лапами будут захватывать другие спутники и ремонтировать в космосе", — сказал Псахье.

"До сих пор такого не было. Создание спутников, которые смогут выстраиваться в различные конструкции — это фантастическая, но реализуемая идея", — добавил ученый.

Псахье пояснил, что в проекте участвуют Томский политехнический университет (ТПУ), ИФПМ, Московский авиационный институт, Самарский аэрокосмический университет и предприятия космической отрасли. Он отметил, что работы будут вестись с участием ведущих отраслевых предприятий страны, в частности, известно, что в консорциум наряду с РКК "Энергия" войдет ОАО "ИСС имени Решетнева".

Среди предков европейцев оказались древние сибиряки

19 сен 2014 - 04:57

Современные европейцы возникли не только из двух древних групп — охотников-собирателей, живших на континенте много тысячелетий, и земледельцев, мигрировавших с территории Ближнего Востока примерно 8500 лет назад. Существовала еще и третья группа предков: это древние обитатели северной Евразии, утверждают немецкие и американские исследователи, авторы статьи в журнале Nature. Эти «сибиряки» оставили свою ДНК не только современным европейцам, но и предкам индейцев, попавшим на территорию Америки 15 тысяч лет назад.

Ученые собрали и секвенировали ДНК восьми центрально-европейских охотников-собирателей, живших до прихода ближневосточных народов (8 тысяч лет назад), и одного земледельца (умер около 7 тысяч лет назад), и сравнили их с геномами 2300 современных людей.

Почти у всех европейцев нашлось ДНК всех трех групп. У жителей Северной Европы больше «материала» от охотников-собирателей (у литовцев — до 50 процентов), у южан — больше от ближневосточных земледельцев (особенно у мальтийцев и евреев-ашкеназов). «Сибирский» компонент у всех обследованных является самым маленьким (не более 20 процентов ДНК), однако его нашли у представителей почти всех евразийских народов, даже у кавказцев и обитателей Ближнего Востока.

Когда исследование только начиналось, древние обитатели северной Евразии были «призрачной популяции»: на их существование указывали некоторые генетические признаки, но не конкретные фрагменты древней ДНК. Однако в 2013 году другой коллектив собрал ДНК с двух скелетов, обнаруженных в Сибири (их датировали 22-м и 15-м тысячелетиями до нашей эры), и нашел в ней общие черты с генами европейцев и американцев. Так «призрак» был обнаружен.

Примечательно, что древние «сибиряки» появились в Европе уже после распространения земледелия, примерно в третьем тысячелетии до нашей эры. Считается, что тогда континент уже был достаточно плотно заселен, и новые группы вряд ли могли там утвердиться. Однако новые генетические данные четко указывают на факт прибытия пришельцев с северо-востока.

«Любая активность в популяризации науки – дело хорошее»

Наступила осень, а значит, открывается новый сезон сайенс-кафе «Эврика» (одного из самых ярких проектов популяризации отечественной науки). Первая встреча нынешнего сезона – с автором «неправильной книги про музыку», художественным руководителем Новосибирской филармонии Владимиром Калужским – уже состоялась. Но это только начало. А о том, что ждет друзей и гостей «Эврики» дальше, мы решили узнать у куратора и вдохновителя проекта Александра Дубынина:

– Неспроста мы начали с Владимира Калужского и Filarmonica-квартета, в нынешнес сезоне музыки будет больше на наших встречах. Но мы, конечно, намерены сохранять сложившийся стиль «Эврики»: выбирать интересные темы и специалистов, которые могут рассказывать о них «без звериной серьезности», заражая своей увлеченностью и энтузиазмом.

Следующая встреча, которая состоится уже 22 сентября, будет посвящена физике. А конкретно – физике дождя. Отчего и куда идет дождь, какова роль ветра, обо всем этом расскажет один из ведущих мировых специалистов по гидродинамике, выпускник НГУ, а ныне профессор Института Вейцмана Григорий Фалькович.

Кстати, на встрече будут подниматься и более общие вопросы. Например, наступит ли время, когда пресная вода будет цениться на вес золота.

В октябре пройдет встреча с одним из основателей проекта «Диссернет» Андрей Ростовцев. Мы поговорим о плагиате. Это совершенно недопустимое явление, к сожалению, получило огромное распространение, есть даже целые «фабрики диссертаций», куча «липовых» кандидатов и докторов наук. О том, как с этим борются активисты «Диссернета» и каковы перспективы этой борьбы расскажет наш докладчик.

Есть и немало других идей, по социологии, на тему мегагрантов в сибирской науке и др. Так что надеемся, сезон получится не менее интересный, чем предыдущие.

– А весной снова будет «EUREKA!FEST»?

– Обязательно. Уже решено, что фестиваль пройдет 14-17 мая, он становится такой же хорошей традицией Академгородка, как и наше кафе. Сейчас идет первый этап подготовки, обсуждаем его возможные приоритеты.

Известно, что следующий год ООН объявила годом света и световых технологий. В Академгородке это направление очень сильно развито. Поэтому мы рассматриваем его как главную тему фестиваля. На самом деле – это большой блок интереснейших тем, и лазеры, и фотоника, и квантовые компьютеры…

Кроме того, мы обязательно продолжим те форматы работы, которые нам показались успешными на первом фестивале. Снова откроется «городок Архимеда», пройдут научные бои. Будут и новинки. Как я уже сказал, сейчас идет активный поиск идей, проектов.

– Осенью в Академгородке пройдут мероприятия в рамках Всероссийского фестиваля науки. Вы в них как-то участвуете?

– Да мы задействованы в нем. Но тянуть два фестиваля за один сезон было бы очень тяжело. Да и, честно говоря, я считаю нам важнее не встраиваться в мероприятия, а развивать свои. Позиционировать как центр науки и ее популяризации именно наш Академгородок (что и делается на EUREKA!FEST). Поэтому для нас весенний фестиваль остается приоритетным. А с другой стороны, любая активность в этом направлении – дело хорошее, мы готовы к партнерству. Поэтому мы участвуем, по мере сил, и в осеннем фестивале науки. Реализуем в его рамках несколько проектов. Хотим провести очередной Science Slam в «Кампусе» и выставку, посвященную кристаллографии. Плюс, НГУ тоже готовит свою программу, и я участвую в этом процессе в качестве консультанта.

 

Георгий Батухтин

Вакцина от монополизма

Желание «Ростеха» стать главным производителем вакцин для Национального календаря прививок и получить от правительства статус их единственного поставщика в лучшем случае может привести к необоснованным бюджетным расходам, а в худшем — к коллапсу фармацевтической отрасли.

Стремление госкорпорации «Ростех» добиться от правительства статуса единственного поставщика всех вакцин для Национального календаря прививок для своей «дочки» — Национальной иммунобиологической компании (НИК) — вызвало бурю негодования как в российской фармацевтической отрасли, так и в широких деловых кругах. 

«В России успешно работают компании, созданные без участия государства, которые производят свою продукцию по стандартам GMP (Good Manufacturing Practice), тогда как предприятиям, входящим в НИК, для получения статуса GMP потребуется 5–6 миллиардов рублей и несколько лет», — говорит исполнительный директор Ассоциации российских фармацевтических производителей Виктор Дмитриев. — Очевидно, что инициатива “Ростеха” наносит существенный удар по производителям вакцин». Это мнение полностью разделяют производители. «На данный момент ни одна компания в России, в том числе НИК, не имеет достаточных производственных мощностей и не обладает научно-исследовательским потенциалом, чтобы обеспечить все поставки препаратов в Национальный календарь, — говорит председатель совета директоров НПО “Петровакс Фарм” Аркадий Некрасов. — Назначение единственного поставщика по всем вакцинам ставит под удар эпидемиологическую безопасность страны, так как создает зависимость всей программы иммунопрофилактики от одной компании. Такой монополист будет лишь избыточным посредническим звеном, которое может оттянуть финансовые ресурсы у производителей». 

Производители вакцин уверены, что появление монополии не только нарушит их права, но и затормозит развитие частных предприятий, которые либо не смогут разрабатывать новые препараты, либо будут делать их годами. Но главное, это почти наверняка приведет к росту цен.

Сейчас заявки на вакцины от регионов собирает Минздрав, он же проводит аукционы, а доставляют препараты дистрибуторы, логистические компании или сами производители. Если же всем этим будет заниматься «Ростех», то предпочтение, скорее всего, будет отдано подконтрольным ему структурам, которые вряд ли упустят шанс с выгодой для себя воспользоваться открывшейся возможностью. 

Эта ситуация уже стала предметом обсуждения на совместном заседании профильных комитетов и комиссий РСПП и ТПП. Их президентыАлександр Шохин и Сергей Карытин выступили с совместным обращением к премьер-министру России Дмитрию Медведеву, в котором выразили обеспокоенность инициативой «Ростеха». «Налицо попытка создания искусственного посредника между производителями и государственными заказчиками, что, безусловно, приведет к нерациональному расходованию бюджетных средств», — говорится в документе. При этом главы РСПП и ТПП уверены, что «целесообразно было бы поддержать создание института единственных поставщиков применительно к отдельным вакцинам, что окажет положительное влияние на развитие иммунобиологической промышленности страны». А вот стремление создать монопольного поставщика вакцин для всего Национального календаря, по словам вице-президента РСПП Виктора Черепова, не может не настораживать. По сути, это желание «отдать неизвестно за что и неизвестно кому все закупки вакцин». Но откуда это желание появилось и что, собственно, за ним стоит?
 

Все для одного

Началось все с того, что осенью прошлого года «Ростех» решил заняться фармацевтическим бизнесом и зарегистрировал Национальную иммунобиологическую компанию. А уже в начале этого года госкорпорация публично объявила о создании на ее базе фармацевтического холдинга, который должен объединить ведущих российских разработчиков и производителей иммунобиологических лекарственных средств. Причем речь идет не только о государственных структурах, но и о предприятиях всех форм собственности. Все это делалось под очень благовидным предлогом. В госкорпорации открыто говорили, что консолидация фармпроизводителей в рамках нового холдинга «Ростех» «позволит обеспечить суверенитет России в сфере биологической безопасности». Проблема, однако, состояла в том, что никаких серьезных активов в этой отрасли у «Ростеха» не было. Зато они были у Минздрава. Это прежде всего ФГУП «НПО “Микроген”» и ФГУП «Предприятие по производству бактерийных и вирусных препаратов Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М. П. Чумакова РАМН». Первый из них известен тем, что среди прочего выпускает 13 вакцин для Национального календаря прививок и 10 вакцин против социально значимых инфекционных заболеваний. Это позволяет ему контролировать порядка 70% всех поставок вакцин, закупаемых по госзаказу для Национального календаря. То есть по факту «Микроген» уже является монополистом. Что же касается ПИПВЭ им. Чумакова РАМН, то оно производит вакцины против полиомиелита, бешенства, желтой лихорадки, клещевого энцефалита, а также уникальные вирусологические питательные среды и проч. Вместе эти два ФГУП, как утверждается, в состоянии полностью обеспечить национальную потребность в вакцинах для профилактики инфекционных заболеваний. 

Любопытно, что правительство еще в июле прошлого года включило «Микроген» в прогнозный план приватизации федерального имущества на 2014–2016 годы. Но после того, как фармацевтикой в России заинтересовался «Ростех», ни о какой приватизации, понятное дело, не могло быть и речи. Той же осенью 2013 года гендиректором «Микрогена» был назначен ставленник «Ростеха» Петр Каныгин. А весной нынешнего года глава «Ростеха» Сергей Чемезов и министр здравоохранения Вероника Скворцова убедили Владимира Путинапередать «Микроген» и ПИПВЭ им. Чумакова в состав госкорпорации. Эта процедура по плану должна завершиться уже к лету будущего года. 

Очевидно, что интерес «Ростеха» к этим предприятиям не только в том, чтобы получить операционный контроль над их нынешним бизнесом. Он-то как раз сейчас большой ценности не представляет. Например, годовую выручку того же «Микрогена» эксперты оценивают в 6–7 млрд рублей, а у ПИПВЭ им. Чумакова она и того меньше. И резко увеличить эти доходы на нынешнем этапе очень проблематично. В прошлом году на закупку вакцин для Национального календаря прививок из бюджета было выделено 6,17 млрд рублей. А в нынешнем году, после того как в календарь добавили прививку против пневмококковой инфекции, расходы выросли до 11,2 млрд рублей. В 2015–2016 годах в календарь могут войти еще две вакцины, что увеличит расходы до 15 млрд рублей. Но это все равно не те деньги, ради которых стоило бы затевать консолидацию отрасли. Главная цель госкорпорации — привлечь средства, в том числе из бюджета, на реконструкцию производственных мощностей, обретенных ФГУП, и исследования перспективных вакцин. Это можно сделать в рамках ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности», на которую государство планирует потратить порядка 120 млрд рублей. 

Не секрет, что, например, тот же «Микроген», хоть и является лидером российской фармацевтической отрасли, производит препараты и вакцины по устаревшим технологиям, которые почти ничего общего со стандартом GMP не имеют.

А для модернизации производственных мощностей «Микрогена» нужны средства, и немалые, точно так же, как и для разработки новых вакцин. В «Ростехе» и в НИК это отлично понимают. В письме к Путину Чемезов и Скворцова даже изложили первоочередной план действий НИК по разработкам и исследованиям перспективных вакцин, которые должен делать «Микроген». На первом этапе на клинические исследования и трансфер технологий требуется не менее 1,2 млрд рублей, следует из приложения к этому документу. Только вот с самим «Микрогеном» ни министр здравоохранения, ни глава «Ростеха» почему-то не проконсультировались. И совершенно напрасно. 

«Специалистами научного совета НПО “Микроген”, в который входят ведущие представители российской науки, а также технологи и производители иммунобиологических препаратов, были проанализированы сведения, содержащиеся в приложении к письму, и сделан ряд неутешительных выводов. Общий итог состоит в том, что по ряду позиций в документе представлена противоречивая информация, не соответствующая реальному положению и действительным перспективам выполнения задуманных проектов», — написал в письме Скворцовой глава «Микрогена» Петр Каныгин. 

Если говорить совсем кратко, то сразу несколько вакцин, содержащихся в плане НИК, выпускать не имеет смысла либо в силу высоких научных, технологических и регуляторных рисков, либо потому, что проект просто не актуален. Предложения НИК вводят в заблуждение руководство страны, считает Аркадий Некрасов. По его мнению, экспертная оценка показывает необоснованность или невыполнимость большинства из них с точки зрения как научно-исследовательских разработок, так и сроков внедрения и организации производства. В плане НИК предполагается производство вакцин против туберкулеза, гриппа и пневмококка с помощью генно-инженерных, векторных и ДНК-технологий. В мире разработки в области создания ДНК-вакцин ведутся уже более двадцати лет. И подход, при котором в геном человека встраивается чужеродная ДНК, на которую развивается иммунный ответ, действительно считается перспективным. Но реально эффективные ДНК-вакцины до сих пор получены не были, а вопросы безопасности и этики не позволяют проводить масштабные клинические исследования подобных препаратов. «Опасность отставленных во времени побочных эффектов, например возникновения онкологических заболеваний, требует многолетних изучений. В настоящий момент риски проектов создания ДНК-вакцин от так называемых биотеррористических агентов чрезвычайно высоки, — говорит Некрасов — Ясно, что необоснованная эйфория от возможности внедрить технологически простой способ защиты населения от инфекций должна уступить место ответственному и взвешенному подходу к принятию решения о массовом применении таких препаратов, тем более что ни один из них не имеет регистрационного удостоверения в России».

Ненужная монополия

Но похоже, что к возражениям специалистов, в том числе своих собственных, руководство «Ростеха» не прислушалось. Более того, Сергей Чемезов решил продолжить практику создания монополий, только теперь уже на рынке поставки вакцин. Вместе с Вероникой Скворцовой он обратился с письмом к вице-премьеру Ольге Голодец с предложением сделать «Ростех» единственным поставщиком вакцин для профилактики инфекционных заболеваний до 2017 года. При этом никаких внятных аргументов, почему это надо сделать, авторы обращения привести не удосужились. В письме лишь сказано, что большая часть массовых вакцин — отечественные весьма условно: частные компании производят их из импортных субстанций, а госпредприятия ограничены в развитии. Но если оказать им поддержку, то к 2018–2020 годам для Национального календаря профилактических прививок по программе обязательного медицинского страхования и прививок по эпидемиологическим показаниям можно будет закупать только отечественные препараты, которые нужно производить на базе «Микрогена». То есть фактически они предлагают закупать у этого предприятия в том числе те вакцины, производство которых научный совет самого «Микрогена» считает рискованным. При этом как все это сделать, учитывая, что разрабатывают перечисленные в письме вакцины не только «Микроген», но и многие частные компании, авторы письма не указывают. Здесь просто нельзя не сказать о том, что целый ряд инициатив по созданию различных монополий, которые в разное время выдвигал или лоббировал «Ростех», изначально были плохо проработаны и порой приводили к крайне негативным последствиям. Так, попытка топ-менеджеров «Ростеха» в середине 2000-х создать конкурента «Аэрофлоту» в лице альянса «Росавиа», в который вошли авиакомпании AirUnion и «Красэйр», закончилась тем, что эти структуры обанкротились, а тысячи пассажиров просидели несколько дней в аэропортах страны и были вывезены другими авиаперевозчиками. Немало проблем принесла и национализация в 2008 году по инициативе «Ростеха» частного НПО «Сатурн», выпускающего морские и авиационные двигатели. Это предприятие впоследствии стало ядром входящей в «Ростех» Объединенной двигателестроительной корпорации, но она так и не смогла наладить выпуск морских газотурбинных установок для надводных кораблей и освоить производство вертолетных двигателей в достаточном количестве. В результате после эмбарго, введенного Украиной на поставку вертолетных и морских двигателей в Россию, выполнение государственного оборонного заказа на производство вертолетов и фрегатов в нашей стране фактически оказалось сорвано. Хотя предыдущие владельцы «Сатурна» говорили о необходимости наладить выпуск этих агрегатов в России еще во время первой оранжевой революции. Сейчас организация таких производств потребует свыше 2 млрд долларов и займет не менее трех лет. Очевидно, что аналогичные проблемы, только в гораздо большем масштабе, могут возникнуть и в случае, если будет одобрена инициатива «Ростеха», касающаяся вакцин. 

Кстати, частично «Ростех» своего уже добился. Недавно правительство назначило НИК единственным поставщиком 20 наименований лекарств и оборудования для российских исправительных учреждений. В общей сложности за три года эта компания должна поставить ФСИН препараты почти на 3,4 млрд рублей, обеспечив половину потребностей пенитенциарных учреждений в лекарствах. Правда, участники рынка сомневаются, что НИК при закупке лекарств у производителей сможет конкурировать по ценам с крупнейшими дистрибуторами, которые сейчас участвуют в тендерах ФСИН. «Дистрибуторы за счет закупки больших объемов лекарств получают существенные скидки. Трехлетний объем, который называет “Ростех”, — это примерно столько, сколько “Протек” покупает у нас только на один год», — заявил «Коммерсанту» заместитель гендиректора компании Stada CIS Иван Глушков. Если это так, значит, цены на лекарства для ФСИН неизбежно вырастут, как и расходы бюджета. А уж если НИК станет монопольным поставщиком вакцин для всего Национального календаря прививок, то масштабы негативных последствий даже трудно себе представить. Но вот в Федеральной антимонопольной службе (ФАС) это, судя по всему, уже сделали. Во всяком случае, заместитель руководителя ФАС Андрей Кашеваров официально уведомил Ольгу Голодец о том, что проект распоряжения правительства о назначении НИК единственным поставщиком вакцин не может быть согласован его ведомством. Прежде всего потому, что он не соответствует «Основам химической и биологической безопасности» и положениям закона «О контрактной системе в сфере закупок для государственных нужд», противоречит концепции «Плана мероприятий по развитию иммунобиологической промышленности» и имеет ряд других серьезных недостатков.

А есть ли санкции?

Недавно появились тревожные сообщения, что международные журналы отказываются публиковать статьи российских ученых. Причем отказывают по сугубо формальным признакам, даже не отправляя работу на рецензирование. По сути, в ответе отписка: статья для журнала не интересна. О такой тенденции говорят наши ученые, которые ранее имели немало публикаций в западных журналах. По их мнению, это связано с антироссийскими санкциями. Подобное уже происходило в 2008 году, когда разразилась война в Южной Осетии.

Надо отметить, что в Минобрнауке отрицают распространение санкций на публикации российских статей. А рост числа отказов, по мнению министерства, связан с активизацией отечественных ученых, резким увеличением потока их статей в международные журналы. Дело в том, теперь работа ученого будет оцениваться по числу публикаций в престижных журналах, и им надо суетиться.

- Я первый раз слышу о каких-то ограничениях для российских ученых, - сказал "РГ" один из самых цитируемых в мире отечественных физиков академик РАН Валерий Рубаков. - И среди моих знакомых ученых никто не говорит о каком-либо предвзятом отношении к статьям из России со стороны международных журналов. Так что мне комментировать здесь нечего.

Удивлен заявлением о санкциях к российским ученым и другой известный ученый, академик РАН Михаил Угрюмов. По его мнению, отказы в публикациях могут иметь совсем другие причины. Главная - в науке резко выросла конкуренция. Престижные журналы буквально завалены статьями. Особенно в последние годы, когда из Китая идет настоящий поток работ. Дело в том, что китайским ученым платят хорошие деньги за каждую публикацию. И если раньше только самые авторитетные журналы требовали вначале представить в редакцию резюме статьи и только потом принимали решение отправлять ее на рецензирование или нет, то сейчас подобная практика есть уже во многих изданиях второго эшелона.

- Так как статей все больше, то и отношение к ним становится все формальней, - говорит академик Угрюмов. - В редакциях сидят молодые сотрудники, которые сами не очень разбираются в науке. Они быстро смотрят по интернету, кто авторы присланной статьи, как они цитируется, то есть ищут формальный повод для отказа. Все это издержки сильной конкуренции в науке.

Если Запад все же начнет нас серьезно ограничивать в публикациях, то у России есть вариант достойного ответа, считает академик Угрюмов. Надо самим издавать хорошие международные журналы и контролировать рецензирование.

Тяга к звездам

Освоение космоса – возможно, самая сложная из технологических задач, когда-либо стоявших перед человечеством. Проблем с ней не перечесть, но первая из них, конечно, проблема запуска космических аппаратов с Земли и их передвижения в космосе. И хотя современные реактивные двигатели являются настоящими шедеврами технологий,соединяющими самые последние достижения в области химии, физики, материаловедения и множества других областей, их эффективность, тяга и расход топлива, увы, не позволяют всерьез говорить об освоении даже Солнечной системы, не говоря уж об огромных пространствах Вселенной. Будущее требует принципиально новых решений.

Реактивно!

Принципиальная схема твердотопливного ракетного двигателя Фото журнала NAKED SCIENCE Принцип работы реактивного двигателя настолько прост, что в элементарном виде его собирают даже школьники в кружках юных техников. Однако настоящий, мощный ракетный реактивный двигатель – продукт колоссальной сложности, в полной мере производство которого до сих пор освоили лишь три страны мира – СССР (Россия), США и Китай.

В отличие от привычных всем двигателей внутреннего сгорания, в реактивных нет ни цилиндров, ни поршней, создающих вращательное движение. В основе их действия лежит закон сохранения импульса, который вытекает из Второго закона Ньютона: «Сила действия равна силе противодействия». Тяга создается мощным потоком частиц, выбрасываемых в ходе сгорания топлива. Вылетая в одну сторону, эти частицы придают ракете или космическому аппарату ускорение, направленное в противоположную сторону. Чем больше масса и ускорение потока частиц – тем больше создаваемая ими реактивная тяга.

В традиционном реактивном двигателе, первые из которых были разработаны еще до Второй Мировой войны, поток частиц представляет собой раскаленный газ, продукт реакции топлива и окислителя. Эта плазма, вырывающаяся из сопел реактивного двигателя, может образовываться из твердого или жидкого топлива – соответственно, химические двигатели различают твердотопливные и жидкостные.

Исторически первым видом реактивных двигателей стали твердотопливные. Первые из них появились еще в древнем Китае, где использовались для запуска фейерверков, а со Средних веков они встречаются и в Европе, где с их помощью доставляли заряды для бомбардировки крепостей противника.

Главной хитростью при этом было поддержание горения, не переходящего во взрыв, который моментально высвободил бы энергию топлива и разрушил ракету. Поэтому для заряда использовался «модифицированный» порох с пониженным содержанием нитрата и серы, но повышенным количеством угля. Такая смесь горит очень мощно и быстро, но – при должной осторожности – не взрывается.

В современных твердотопливных двигателях, разумеется, смеси используются намного более эффективные – например, такая: перхлорат аммония (окислитель, около 70% по весу), алюминий (основное топливо, 16%), оксид железа (катализатор, 0,4%), полимеры и эпоксиды (обеспечивают контакт топлива и окислителя и равномерность горения, около 14%). Используется и сложная конфигурация расположения твердых компонентов, в форме многоконечной звезды, при которой достигается большая площадь поверхности контакта топлива с окислителем и, следовательно, высокая скорость сгорания.

Твердотопливные двигатели дешевы, просты и безопасны, однако однажды запущенный процесс горения уже невозможно ни остановить, ни контролировать. Поэтому сегодня их чаще используют не для космических, а, скажем, для межконтинентальных баллистических ракет (МБР), работающих по принципу «выстрелил – и забыл». В космических же носителях обычно устанавливаются двигатели жидкостные.

Жидкое топливо: старт космической эры

Инфографика журнала NAKED SCIENCE Первые жидкостные реактивные двигатели (ЖРД) стали появляться в 1920-х годах, благодаря работам знаменитого физика Роберта Годдарда, в честь которого сегодня назван один из крупнейших исследовательских центров NASA. Годдарду удалось решить целый ряд проблем, связанных с конструированием и использованием таких двигателей, включая накачку топлива и охлаждение, а главное – создать принципиальную схему такого двигателя.

Схема проста до гениальности: жидкое топливо (Годдард использовал бензин) и жидкий окислитель (кислород) помещаются в раздельные баки, откуда с помощью специальных насосов по раздельным каналам подаются в камеру сгорания. Здесь происходит реакция, раскаленные продукты которой на большой скорости вылетают из сопла, создавая тягу.

Конечно, в реальности современный ЖРД – система куда более сложная, нежели эта принципиальная схема Годдарда. Достаточно сказать, что в качестве топлива и окислителя в них используются сжиженные газы, которые необходимо держать при низкой температуре и моментально нагревать перед подачей в камеру сгорания. Для этого найдены весьма изощренные технические решения – например, в соплах некоторых двигателей высверливаются каналы, по которым топливо течет, нагреваясь от раскаленного сопла. Такая технология настолько сложна, что ни американские, ни китайские двигателестроители ее до сих пор не освоили.

Недавно представленный ЦСКБ «Прогресс» проект сверхтяжелой ракеты-носителя предлагает использовать новый вид топлива – обыкновенный сжиженный природный газ, метан. По словам разработчиков, это позволит в 1,5-2 раза снизить стоимость пуска в сравнении с ракетами на керосине.

Хотя других преимуществ использования метана в качестве ракетного топлива нет, в «Прогрессе» уже ведутся стендовые испытания экспериментальных образцов.

Многим хороши химические реактивные двигатели: тяга их остается непревзойденной и уже позволила человечеству высадить своих представителей на Луне, а также отправить космические аппараты к дальним пределам Солнечной системы. Однако есть у них одно существенное ограничение. Вспомним про Второй закон Ньютона – чтобы создать достаточное ускорение, требуется либо увеличить скорость истечения реактивного потока, которая ограничена энергией реакции окисления, либо увеличить массу сжигаемого топлива.

Разумеется, химики непрерывно бьются над созданием все более эффективно сгорающего топлива и все более агрессивных окислителей, но процесс это сложный и уже практически достиг потолка своих возможностей. Увеличивать же массу еще сложнее: для разгона дополнительного топлива требуется еще больше топлива – количество его растет логарифмически. Для свободного космического полета требуются новые решения.

Ядерные-термоядерные

Для полноценного освоения пределов Солнечной системы химические двигатели недостаточно мощны и эффективны. Однако нагревать и разгонять газ для реактивного движения можно не только за счет окисления. Эту же роль может играть и куда более экономная реакция – ядерная. Необходимое для такого двигателя топливо будет измеряться уже не сотнями тонн, а сотнями килограммов. Энергия, выделяемая при радиоактивном распаде тяжелых ядер, будет нагревать рабочее тело – а дальше работает уже знакомая нам схема реактивного движения. Более того, рабочим телом может служить чистый водород, самый низкомолекулярный газ, способный обеспечить максимальную удельную тягу.

Первые ядерные двигатели появились в космосе достаточно давно – в виде РИТЭГов, радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Суть их работы проста: распад радиоактивного топлива конвертируется в тепловую и/или электрическую энергию.

Плутониевые РИТЭГи питают многие космические аппараты – дальние зонды, не требующие огромной тяги и добирающиеся до своей цели годами. На такой ядерной силовой установке работают двигатели зондов Voyager, Cassini, New Horizons. РИТЭГ служит дополнением солнечных батарей для марсохода Curiosity.

Однако обеспечить высокую тягу РИТЭГи неспособны, и, говоря о разработке ядерных ракетных двигателей всерьез, придется подойти к проблеме совсем с другой стороны – выводить в космос полноценные ядерные реакторы. Несмотря на то, что первый подобный аппарат – SNAP – был американским, технологическое лидерство в этой области до сих пор сохраняется за нашей страной. Разработкой космических двигателей, энергию которым поставлял бы контролируемый ядерный распад в реакторе, занимался еще Сергей Королев. В 1960-х в СССР испытывалась подобная силовая установка «Ромашка», в 1970-х сверхсекретные аппараты с ядерной установкой «Бук» проходили испытания в космосе. В конце 1980-х урановый реактор «Топаз» благополучно проработал на орбите около года.

Работы по созданию космических двигателей с ядерной силовой установкой продолжаются сегодня и в России, и в США. Простейшие расчеты показывают, что лишь они сделают по-настоящему доступными ближайшие планеты и тела Солнечной системы. А когда человечество, наконец, обуздает термоядерную энергию, реакторы станут еще в несколько раз более эффективны.

Ионы: топливо по граммам

Вскоре ионный двигатель VASIMR может заработать и на МКС Однако и этим спектр возможных решений не исчерпывается. Создавать реактивную тягу

можно с помощью, фактически, любого источника энергии – РИТЭГа, солнечной батареи или просто аккумулятора. Создаваемое им электростатическое поле ионизирует газ, разгоняя полученные ионы до очень высоких скоростей, недоступных для классических реактивных двигателей. Магнитное поле формирует из них направленный поток, толкающий аппарат все дальше вперед. Истекающая из сопла ионного двигателя холодная плазма совсем непохожа на адские печи химических реакций, однако эффективность его работы просто поразительна.

Рабочим телом такого электрического двигателя может служить легкий инертный газ, обычно водород, ксенон или аргон – с подобными решениями экспериментировал еще Роберт Годдард. И хотя для создания серьезной тяги мощности их недостаточно, они могут работать буквально годами, расходуя топливо считанными граммами, и за большие промежутки времени разгоняют не слишком большие аппараты до очень приличных скоростей.

Скажем, ионный двигатель используется в качестве основного на дальнем зонде Dawn, который ведет исследования Главного пояса астероидов, и на японском аппарате Hayabusa, который доставил на Землю образцы вещества с астероида Итокава. Впрочем, как правило, их используют в качестве двигателей коррекции и ориентации для поддержания орбиты спутников – а вскоре ионный двигатель VASIMR может заработать и на МКС.

Суперсила антивещества

И теоретические расчеты, и практические эксперименты показывают, что античастицы, встречаясь с частицами обычной материи, аннигилируют, высвобождая неслыханную энергию. Килограмм антивещества и килограмм вещества выделят энергии на 43 мегатонны в тротиловом эквиваленте – почти столько же, сколько при взрыве легендарной 26-тонной «Царь-бомбы». Превращение массы в энергию происходит почти стопроцентное, в 1000 раз эффективнее ядерной реакции и в 300 раз – термоядерной.

Перспективы это сулит огромные – расчеты показывают, что перелет к Марсу благодаря подобным двигателям может занять уже не год, а всего месяц – так что ученые достаточно серьезно рассматривают возможности их использования в будущем, когда они позволят нам передвигаться не только в пределах Солнечной системы, но и добраться до соседних звезд.

Казалось бы, можно заняться разработкой? К сожалению, прежде придется решить целый ряд технологических задач, которые пока выглядят совершенно неподъемными. Первая из них – крошечные количества антивещества, доступные нам. Пока его получают лишь считанными античастицами и при огромных затратах.

Антиматерия является самой дорогой субстанцией в мире – в ценах 1999 года производство одного грамма антиводорода обойдется более чем в 60 трлн. долларов. А для межзвездных путешествий получать его понадобится тоннами.

По счастью, перспективы в этой области достаточно радужные: по оценке некоторых специалистов, от создания настоящего двигателя на антивеществе нас отделяют буквально десятилетия. В 2000 году в NАSA объявили о проекте по разработке пока небольшого двигателя, для работы которого требуется совсем крошечное количество античастиц – для перелета к тому же Марсу достаточно будет 10 граммов антипротонов.

Проектируемый двигатель на антивеществе будет включать три ключевых компонента. Электромагнитная тороидальная камера позволит хранить топливо. Система подачи будет сталкивать частицы с античастицами. Электромагнитное сопло обеспечит выброс энергии в нужном направлении, создавая тягу для космического корабля.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS