"Наука Урала"

В понедельник членам президиума удалось побывать в шести институтах ФИЦ. Первым принимал гостей Институт языка, литературы и истории (врио директора доктор исторических наук И.Л. Жеребцов), где их вниманию была представлена экспозиция археологических материалов по истории края с древнейших времен. Заведующий отделом археологии, кандидат исторических наук О.И. Васкул провел экскурсию и подробно ответил на вопросы (на фото справа вверху). Затем делегация переместилась в Институт социально-экономических и энергетических проблем Севера, где после краткого обзора научных направлений, представленных врио директора доктором технических наук Ю.Я. Чукреевым, было заслушано сообщение главного научного сотрудника лаборатории проблем территориального развития члена-корреспондента В.Н. Лаженцева о проблемах северности и о нордификации управления. Специфика экономического и социально-демографического развития края существует вполне осязаемо, и методы управления им требуют существенной адаптации к местным условиям. 

— Во-первых, на обширном ископаемом материале. Мой научный руководитель Павел Косинцев уже 40 лет собирает на Урале остатки пещерных медведей. За это время их накопилось, наверное, не меньше, чем у западноевропейских коллег. Но они уже давно вышли на уровень исследований, связанный с молекулярным и изотопным анализом. А Урал в этом смысле пока остается белым пятном, несмотря на то что материал по пещерным медведям такой же богатый.

— Я бы это сформулировал так: мы занимаемся задачей снижения облучения персонала АЭС при выполнении работ в условиях повышенной радиации. А обратили внимание на эту проблему мы благодаря доценту кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Уральского федерального университета Олегу Ташлыкову, который рассказал, как происходит процесс демонтажа радиационно опасных объектов.  

Допустим, стоит задача дезактивировать территорию, по которой в результате аварии разбросаны точечные источники излучения. Эти источники нужно посетить с соблюдением всех необходимых требований и как-то демонтировать, т.е. выключить. Доза облучения, получаемая исполнителями, существенно зависит от маршрута их перемещений в радиационных полях, от того, в какой последовательности они будут подходить к радиационно опасным объектам. В такой задаче есть немало ограничений. Прежде всего это так называемые условия предшествования (условие типа «одно после другого»), а также «стоимости» перемещений (т.е. дозы радиации), которые зависят от списка заданий, еще не выполненных на момент перемещения, поскольку исполнитель находится под воздействием тех и только тех источников, которые еще не демонтированы. 

Нефть и нефтепродукты — распространенные загрязнители окружающей среды в Арктической зоне РФ. Наиболее эффективным и доступным методом очистки экосферы является применение различных сорбентов. Рациональное природопользование предполагает применение сорбентов на основе сырья из местных источников.

— Торф — один из самых перспективных ресурсов нашего региона, — отмечает заведующая лабораторией болотных экосистем ФИЦКИА УрО РАН Светлана Селянина (на фото). — Верховой торф имеет очень высокий потенциал для получения сорбционных материалов, включая нефтесорбенты. Являясь продуктом природного происхождения, он не дает экологической нагрузки на окружающую среду. Это особенно важно в условиях низкой устойчивости приактических биогеоценозов к антропогенному воздействию и слабой способности к самовосстановлению.

25–27 мая Институт геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого УрО РАН совместно с Уральским федеральным университетом им. Б.Н. Ельцина под эгидой Российского минералогического общества впервые в формате он-лайн провел XI всероссийскую молодежную научную конференцию «Минералы: строение, свойства, методы исследования».

Наша конференция, позиционирующая себя как междисциплинарная, уже имеет десятилетнюю историю; она проводилась ежегодно, начиная с 2009 года. Вокруг нее сформировался некий постоянный костяк организаторов и участников: молодежь приезжала, чтобы получить новые знания и научиться делать доклады, а старшие коллеги — чтобы их этому научить. Материалы наших предшествующих встреч были изданы отдельным томом в издательстве «Шпрингер».

К концу марта остро встал вопрос, какое решение принять по конференции, запланированной на май 2020 года: перенести на неопределенное будущее (так поступило большинство организаторов совещаний в мире) или провести ее в намеченные сроки.

Мы все уже два месяца живем без привычного социума, без среды общения, с большими ограничениями в жизненном пространстве. Но любое творческое дело, а наука, без сомнения, — высокотворческая деятельность, не может обходиться только самооценкой, науке нужна оценка научного сообщества. Уверен, что у каждого из нас есть очень длинный список запланированных, но не состоявшихся дел. Угнетает и полная неопределенность по срокам подобной жизни; мы не знаем, как все изменится завтра. Жить с ограничениями в пространстве человеку тяжело, даже если он и не страдает клаустрофобией. Мы однозначно решили, что виртуальное общение придаст всем нам новые силы, поддержит впавших в депрессию.

Итак, было решено провести конференцию в мае в виртуальном варианте. Мы никогда бы не рискнули уйти в он-лайн, если бы у нас с коллегами не было десятилетней совместной истории, сложившихся теплых и дружеских отношений. Формат он-лайн — доверительный, формат для своих; иначе, полагаю, общение может выродиться в чисто формальное с целью выполнения неких обязательств организаторов. Конечно, в процессе работы он-лайн возможны и какие-то шероховатости, и нестыковки. Но мы были уверены, что подобное общение нам необходимо.

— Для нас было принципиально важно презентовать книгу именно 22 апреля, в годовщину памяти руководителя нашего отдела доктора политических наук Олега Борисовича Подвинцева, который создал это направление исследований и руководил им до своей безвременной кончины. Именно он, благодаря своему богатейшему практическому опыту и серьезной теоретической базе, пять лет назад подметил кардинальные изменения в визуализации политического, произошедшие за последние полтора десятилетия. Он считал, что если не успеть осмыслить этот поворот, время может быть безвозвратно упущено. Первоначально мы планировали более широкую программу презентации, но режим самоизоляции не позволил.

— Если кратко, кардиомиоциты — основные мышечные клетки сердца, которые обеспечивают его сокращение. Сердце при этом выполняет свою насосную функцию, перекачивая кровь и обеспечивая тем самым нашу жизнедеятельность.

Чтобы по-настоящему понять функцию какого-либо органа, нужно разобрать его на клеточном или даже молекулярном уровне и выяснить, что там происходит. В клинической практике при стандартных и тем более нестандартных ситуациях врачи больше озабочены тем, как вылечить человека, а не механизмами тех или иных процессов в организме. Мы же, биофизики, физиологи или патофизиологи, стараемся понять, какие процессы происходят в клетках.

Останки нашел местный житель, ненец Константин Тадибе на озере Печевалавато, расположенном в 25 километрах от поселка Сеяха Ямальского района. «Он выпасал оленей, шел по берегу озера и увидел торчащую из песка кость. Начал откапывать и выяснилось, что кость там не одна, а довольно много, есть целый череп. Константин сообщил о находке через поселковую администрацию в Салехард, в краеведческий музей», — рассказывает участник последующих раскопок старший научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург) кандидат биологических наук Павел Косинцев.

Первоначально на место вылетели сотрудники музейно-выставочного комплекса им. И.С. Шемановского и Научного центра изучения Арктики (оба учреждения в Салехарде). Обнаружив, что костей действительно много и все они, как уже предполагалось, принадлежат скелету одной особи, специалисты обратились в администрацию Ямало-Ненецкого автономного округа с просьбой выделить средства на раскопки. На этом этапе к сотрудникам научного центра и музея присоединился Павел Косинцев. В составе экспедиции был сам Константин Тадибе, а также его отец Александр и брат Яков.

— Сегодня аэрокосмической промышленности нужны более эффективные двигатели малой тяги на «зеленом топливе». Сейчас в камерах сгорания применяются гидразиновое топливо или системы из нескольких видов топлив, но они токсичны и сложны в приготовлении. В последнее время разработаны новые виды топлива на основе нитрата гидроксиламмония. Это так называемое «зеленое топливо», благодаря использованию которого можно увеличить срок службы и маневренность малого космического аппарата, упростить процесс его запуска, уменьшить количество аварий, происходящих во время его работы и вызванных интенсивностью горения топлив. По сравнению с гидразином «зеленое топливо» отличается более высоким расчетным удельным импульсом, большей плотностью, более низкой температурой замерзания и меньшей токсичностью. Но материалы, из которых изготавливаются камеры сгорания двигателей малой тяги, не совместимы с таким типом топлива из-за высокой температуры его горения (до 2200⁰) и агрессивной окислительной среды.

Председатель УрО академик Валерий Чарушин отметил, что академические институты и Уральский федеральный университет имеют давние и прочные связи с научными центрами и университетами Германии. География контактов обширна: Бонн, Штутгарт, Франкфурт, Кельн, Гамбург, Оснабрюк, Аугсбург, Фрайбург, Мюнхен, Эрланген и другие города. Усилению взаимодействия предшествовал организованный в 1999 году по инициативе Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН визит 20 немецких профессоров в Санкт-Петербург, Казань и Екатеринбург. Совместная школа-семинар, которая с 2009 года поочередно проходит в России и Германии — одно из особо ценных достижений в сотрудничестве ученых двух стран. Ректор УрФУ Виктор Кокшаров выразил надежду, что связи будут развиваться и крепнуть, несмотря на все проблемы и трудности.

Полную поддержку проекту и развитию контактов выразил также генконсул Матиас Крузе. «Год научного сотрудничества России и Германии, который у нас недавно прошел, был довольно успешным. Не менее важно, что нам удалось в этом году не только поддержать имеющиеся проекты, но и запустить сразу несколько новых инициатив в этом направлении. За этим мне видится большой потенциал», — добавил дипломат.

Обновление затронуло и школу-семинар: инициаторы, директор Института металлургии УрО РАН академик Андрей Ремпель и профессор Университета Эрлангена-Нюрнберга Андреас Магерль, оставшись в проекте, передали организационное руководство сотруднику Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН Максиму Власову и профессору Байройтского университета Мирьям Цобель.

— На момент окончания школы я, как и многие сверстники, мечтал стать летчиком, и такой шанс у меня был. Нам, выпускникам свердловской школы № 65, предложили поступать в летные училища и пройти вступительные испытания. Но мне сразу было отказано из-за близорукости. Я подал документы на металлургический факультет Уральского политехнического института (ныне УрФУ), тогда это было очень престижно, да и стипендия там была самая высокая. Меня интересовала специальность «трубопрокатное производство», поскольку мой отец, проработавший два года бухгалтером на Первоуральском новотрубном заводе, приводил меня к себе на работу и я получил некоторое представление о профессии трубопрокатчика. Экзамены в институт я сдал успешно, почти все на «отлично», но зачислили меня в «доменщики». Как потом выяснилось, сильных и слабых студентов равномерно распределяли по группам. Я мог бы позже перевестись в группу прокатчиков, но передумал, потому что у меня уже появились друзья, и никогда об этом не жалел. Нам преподавали замечательные ученые-металлурги: профессора Олег Алексеевич Есин, Борис Иванович Китаев, Владимир Константинович Грузинов, читал лекции и тогдашний директор Института химии и металлургии УФАН СССР профессор Владимир Владимирович Михайлов. УПИ я окончил с красным дипломом, и меня распределили в Институт металлургии УФАН СССР, в недавно созданную лабораторию исследования сырья и процессов его подготовки, которую возглавлял профессор Виктор Яковлевич Миллер, мой первый научный руководитель, о котором я всегда вспоминаю с большой теплотой. Правда, трудовые будни начались для меня не с научных экспериментов, а с работы на стройке. Тогда у нас не было подходящих помещений для полноценных научных исследований, и меня вместе с другими молодыми сотрудниками направили пристраивать к институтскому корпусу двухэтажное здание лаборатории. Узнав об этом, заведующий кафедрой УПИ, которую я окончил, возмутился и предложил мне поехать на Чусовской металлургический завод, с директором которого договорился о моем трудоустройстве — главным доменщиком в техническом отделе. Мне даже пообещали трехкомнатную квартиру! Но из Института металлургии меня не отпустили, поскольку как молодой специалист я должен был отработать там три года. Так я остался в науке, и, конечно, это был самый правильный выбор. А Чусовской металлургический завод и Институт металлургии в будущем стали партнерами, у нас есть совместный патент на способ переработки ванадийсодержащих шлаков.

Ранее, в мае 2019 года, в Институте геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН состоялось российско-британское «научное кафе» на тему «Что нам могут рассказать о закономерностях развития Земли девонские отложения Арктики». Оно было организовано Уральским отделением РАН, Британским посольством в Москве, Генеральным консульством Великобритании в Екатеринбурге и ставило целью развитие международных научных связей с ведущими учеными из крупнейших университетов и научно-исследовательских центров Великобритании (см. «Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН», 2019, № 10).

В качестве логического развития темы «научного кафе» для реализации международных научных проектов Институт геологии получил поддержку в виде российско-британского гранта. Проект направлен на коллаборацию с зарубежными научными школами, вовлечение студентов и аспирантов в совместные исследования. Исследования будут проводиться в рамках национальных проектов «Наука» и «Образование».

— Направление горной теплофизики так или иначе всегда присутствовало в тематике нашего института, которому уже почти тридцать пять лет. Но в основном это касалось систем воздухоподготовки и тепломассобменных процессов на калийных рудниках, занимающих в экономике Пермского края важное место. Собственно тепловым режимом шахт и рудников серьезно занимались на Донбассе, в МакНИИ — Макеевском институте по безопасности работ в горной промышленности. Хорошая школа существует в Санкт-Петербургском горном институте. Еще один центр горной теплофизики — Якутск, Институт горного дела Севера СО РАН, но там в основном сосредоточены на ведении горных работ в условиях вечной мерзлоты. Мы же подхватили эту эстафету где-то в конце девяностых годов. К нам обратились за помощью коллеги из «Беларуськалия», когда дошли до критических по температурам глубин. В результате для одного из крупнейших в мире Старобинского калийного месторождения (это близ города Солигорска) была разработана система кондиционирования воздуха СКВ-250 с отведением избыточного тепла в исходящую вентиляционную струю. Установка прошла опытно-промышленные испытания и теперь успешно эксплуатируется в руднике 4 РУ ОАО «Беларуськалий». В процессе этой работы мы с неизбежностью стали обращать внимание на все предприятия, где могут возникать подобные проблемы. Так, в середине 2000-х на карте наших партнеров возникли Республика Коми, компания Лукойл, поселок Ярега — единственное в России место, где «черное золото» из недр извлекают шахтным способом. Это нефтяные пласты, которые перед извлечением разогреваются закачиванием пара. Потом появился Норильск с глубинами более 1200 метров, дальше — калийный рудник Гремячинского ГОК ООО «ЕвроХим-ВолгаКалий» (глубина ведения работ более 1100 метров) и другие предприятия.

— В сферу моих научных интересов входят теория позиционного оптимального управления, дифференциальные игры, уравнения в частных производных первого порядка, обратные задачи управляемой динамики. Сейчас я занимаюсь решением краевых задач, описывающих процессы эволюции в макроэкономике, медицине и молекулярной генетике. Один из последних результатов — корректная постановка задачи о восстановлении управления динамической системы по неточным дискретным замерам траектории движения, порожденного этим управлением, и решение этой задачи с помощью выпукло-вогнутого вариационного анализа.