От реакторов до альтиметрии

Российская наука-2019

8 февраля в России отмечается День науки. Во время этого праздника традиционно принято не только чествовать физиков, химиков, биологов, математиков и других представителей научной сферы, но и подводить итоги достижений за предыдущий год. 2019 год не стал исключением.

Почему именно 8 февраля? Эта дата была внесена в перечень профессиональных праздников только в 1999 году. Именно в этот день в 1724 году по указу Петра I была основана Российская академия наук, которая изначально получила название «Петербургская Академия наук и художеств». Сегодня РАН является крупнейшим научным центром на территории Российской Федерации, причем в сфере и естественных, и гуманитарных наук.

В ушедшем году представителями российской науки были достигнуты знаковые результаты в самых различных сферах – от астрономии до экологии. Причем многие исследования могут иметь серьезное практическое применение.

Так, в июле на орбиту Земли была успешно выведена построенная инженерами НПО имени Лавочкина космическая обсерватория «Спектр-РГ». В состав ее оборудования входят два мощнейших телескопа: eROSITA, разработанный Институтом внеземной физики общества имени Макса Планка (Германия), и ART-XC, созданный Институтом космических исследований РАН совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом экспериментальной физики в Сарове и Центром космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле (США, штат Алабама).

В конце октября станция достигла расстояния в 1,5 миллиона километров от Земли и на сегодняшний день помогла ученым открыть более 300 галактических скоплений. Предполагается, что к 2025 году посредством этого нового уникального комплекса удастся составить наиболее полную и точную карту Вселенной.

Еще одним заметным событием стал энергетический запуск ядерного реактора ПИК при Петербургском институте ядерной физики имени Константинова в Гатчине, входящем в Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Эта установка предназначена для детального изучения свойств материи. Она представляет собой современный высокопоточный источник нейтронов, позволяющий исследовать вещество на уровне наномасштабов, что найдет применение в различных областях науки, как теоретической, так и прикладной. По словам работающих с реактором специалистов, в течение 2020 года он выйдет на проектную мощность, а в дальнейшем на его базе будет основан международный научный нейтронный центр. Также группа сотрудников Петербургского института ядерной физики имени Константинова, Курчатовского института, Научно-исследовательского института атомных реакторов и Димитровградского филиала МИФИ (Ульяновская область) в прошлом году на исследовательском реакторе СМ‑3, действующем на предприятии госкорпорации «Росатом», провели эксперимент «Нейтрино-4», в процессе которого удалось получить новые доказательства в пользу существования «стерильных нейтрино». Так называют легчайшие элементарные частицы, возможно, имеющие отношение к загадочной темной материи, которая, предположительно, заполняет более 25% Вселенной.

На станции структурного материаловедения «КИСИ-Курчатов» сотрудниками Курчатовского института и их коллегами из Института катализа Сибирского отделения РАН и Новосибирского государственного университета был разработан катализатор, способствующий получению энергии из отходов.

Как утверждают авторы разработки, это вещество недорого в производстве и экологически безопасно: при горении топлива выбросы токсичных веществ снижаются до минимума.

Специалистам из Московского физико-технического института и компаний T8 и Corning удалось создать систему передачи высокоскоростного сигнала, не нуждающейся в интенсивных промежуточных усилителях. У них получилось передать данные на дистанцию 520 километров со скоростью в 200 гигабит в секунду. Авторы разработки считают, что открытие поможет решить проблему безлимитной и скоростной связи в отдаленных и труднодоступных регионах страны.

Наконец, нельзя не оценить работу специалистов Российского государственного гидрометеорологического университета, Института океанологии имени П.П.Ширшова РАН и Санкт-Петербургского государственного университета, которые в конце прошлого года провели успешные испытания прибора для спутниковой альтиметрии, разработанного французскими инженерами.

Альтиметрией называется способ зондирования земной поверхности и акватории Мирового океана из космоса. С его помощью можно, например, рассчитывать параметры океанских приливов, уточнять рельеф дна, распознавать океанские вихри, разрабатывать модели течений в океане (океаническая циркуляция). Таким образом удается предвидеть наводнения, а также оценивать последствия изменений климата. Однако недостаток спутниковой альтиметрии в том, что она не работает на суше и над акваториями, покрытыми льдом.

В задачи научной группы входила оценка качества работы устройства в высоких широтах. Для испытаний выбрали Норвежское море, поскольку этот район отличается интенсивной вихревой динамикой. Данные, полученные со спутника, сравнили с данными с береговых самописцев и дрейфующих буев. Оказалось, что наиболее точные результаты прибор дает в прибрежной зоне. Что же касается погрешностей в его работе, которые наблюдались при испытаниях в открытом море, то это, по мнению исследователей, может быть связано с воздействием ветровых волн и дрейфовых течений. Тем не менее был сделан прорыв вперед в сфере инструментальных измерений.

«Наибольшие изменения коснулись измерений в прибрежных районах: теперь они точнее на 10%, – прокомментировал один из участников эксперимента, инженер из Санкт-Петербургского государственного университета Лев Наумов. – Расчеты на море также стали лучше на 3%».

Использование нового прибора для альтиметрии позволит улучшить качество гидрологических прогнозов, что может оказаться полезным, к примеру, для рыболовства.

Ирина ШЛИОНСКАЯ