Технологии

Что изобретают самарские ученые

Ученые и изобретатели отметили свой профессиональный праздник — День российской науки.

Обсудили, какие открытия совершили самарцы за прошлый год, что заставляет пытливые умы проводить исследования и престижно ли сегодня быть ученым.

Космические «Аисты»

В то время как наши космические корабли бороздят просторы вселенной, самарские ученые корпят над созданием и испытанием новых. В ближайшее время разработчики модернизированного спутника зондирования Земли «АИСТ-3» представят его Роскосмосу.

— Его особенность заключается в коррекции разрешения камеры, благодаря чему полоса захвата увеличена до 60 километров, а также в использовании 10 спектральных диапазонов, которые необходимы для экологического мониторинга и применения в сельском хозяйстве, — рассказывает доцент кафедры космического машиностроения Самарского университета Иван Ткаченко. — В другом проекте аппарата на базе платформы «АИСТ-2» используется аппаратура, которая позволит получать стереоизображения, сформировать цифровую модель рельефа местности. Это очень перспективное направление в условиях роста городов.

Новые аппараты должны стать продолжением серии малых спутников «АИСТ», созданных учеными Самарского университета и специалистами ракетно-космического центра «Прогресс».

— Первые два аппарата мы запустили в 2013 году, — говорит Ткаченко. — Планировали, что они поработают максимум три года, но они до сих пор функционируют на орбите. Мы получаем с них информацию. Это и данные с научной аппаратуры, которая установлена на спутниках, и телеметрия, которая позволяет нам судить о состоянии самих аппаратов. Мы внимательно следим за их «самочувствием». То, что ресурс превышен в два раза, открыло новое направление наших исследований — разработка специальных законов и алгоритмов управления космическим аппаратом в условиях деградации бортовых систем.

Порядок на орбите

Пока на одной кафедре думают, какие аппараты запустить на орбиту, на другой изобретают методы очистки космического пространства от крупного мусора. Например, от многотонных ступеней ракет или нефункционирующих спутников. Если их не убирать, то пусть через десятки лет, но они все же упадут на Землю. Эксперты заявили, что если два искусственных тела в космосе столкнутся со скоростью от 10 километров в секунду, то запустится процесс наподобие ядерной реакции. Осколки этих тел столкнутся с другими. Тогда действующие спутники выйдут из строя, и произойдет лавинообразное «загрязнение» орбит.

— На сегодняшний день это важнейшая задача, которая стоит перед человечеством, — считает Ткаченко. — Это действительно угроза, которая потенциально может остановить развитие космонавтики на долгие годы. К тому же сейчас есть тенденция по созданию многоспутниковых группировок. Например, компания SpaceX успешно развертывает группировку Starlink. Проект предполагает вывод на орбиту более 12 тысяч аппаратов. На прошлой неделе с Байконура осуществлен запуск по программе OneWeb. Это партия из 34 аппаратов, а всего их будет около 600. То есть мы видим резкое увеличение числа спутников. Избавляться от космического мусора на орбите можно с помощью специальных систем увода с орбиты, которыми в обязательном порядке должны оснащать все аппараты. Сегодня это требование международных правовых организаций. И мы активно занимаемся этой проблемой на кафедре космического машиностроения.

Способы наведения порядка в космосе разрабатывают ученые Самарского университета во главе с заведующим кафедрой теоретической механики, профессором Владимиром Аслановым. Он предложил схему будущих миссий по захвату старых ступеней ракет с помощью гарпуна и буксировки их до плотных слоев атмосферы.

— Есть и более амбициозные проекты, — продолжает Ткаченко. — Например, развертывание в космосе сетей из различных материалов, воздействие плазмой на мусор, сбор его в специальные контейнеры, буксировка на так называемые орбиты захоронения и так далее. Способов много.

Из лаборатории — в жизнь

Новые возможности в изучении процессов горения подарили себе и миру ученые Самарского университета. В прошлом году в вузе запустили уникальную научную установку — высокотемпературный химический микрореактор, включенный в фотоионизационный времяпролетный масс-спектрометр. Над его созданием ученые работали с 2017 года.

— Это действительно уникальная установка, в мире существует лишь несколько подобных, — рассказывает заместитель проректора Самарского университета Никита Зубарев. — Она позволяет в лабораторных условиях исследовать и анализировать механизмы горения. А затем полученные знания использовать на практике. Например, повышать экологичность работы газотурбинных двигателей различного назначения. Начиная от наземных энергетических установок и заканчивая ракетными.

За прошедший год в вузе реализовали 195 научных проектов в интересах индустриальных партнеров. Это значит, что разработки ученых Самарского университета нашли реальное применение в различных отраслях экономики. Для новейших российских локомотивов начали использовать разработанные в университете виброизоляторы из уникального материала — металлорезины. На «Кузнецове» применяются технологии, созданные лабораторией аддитивных технологий вуза, для создания горелочных устройств методом 3D-печати. «Газпром трансгаз Самара» использует разработанное группой университетских ученых программное обеспечение для картографического учета трубопроводов.

В университете появятся две новые лаборатории. Средства на них вуз выиграл в конкурсе федерального министерства науки и высшего образования.

— Это лаборатория перспективных фундаментальных и прикладных космических исследований на базе наноспутников, — рассказывает Зубарев. — Наш университет является головной организацией российского консорциума по созданию группировки научно-образовательных наноспутников, в который входит восемь различных университетов, научных организаций и инновационных предприятий. И вторая — это лаборатория криогенной техники.

Экология будущего

Научная и исследовательская деятельность кипит и в стенах Самарского государственного технического университета. Только в прошлом году здесь выполнили сотни проектов на сумму около 800 млн рублей.

Один из проектов, получивших поддержку миннауки, — система «умного поля». Она способна облегчить работу фермерам. В помощь им в СамГТУ разрабатывают КамАЗы-роботы. Управлять техникой будут с помощью искусственного интеллекта и машинного зрения. Беспилотные авто должны сэкономить хозяевам топливо и деньги на оплату труда водителей.

— И «умное поле», и беспилотный КамАЗ — эти проекты позиционируются как поисковые и выполняются только при наличии конкретного индустриального партнера, — объясняет начальник управления научных исследований Самарского государственного технического университета Андрей Давыдов. — Индустриальный партнер активно участвует в этих проектах, софинансирует их. Это уже не чистая наука, это следующий этап после фундаментальных исследований. Дальше процесс перейдет в прикладные исследования и разработку опытных образцов. На заключительных этапах финансирование этих проектов в большей степени ляжет на плечи наших индустриальных партнеров.

Еще одна разработка для фермеров — пиротехническое устройство для санитарной обработки небольших хранилищ сельскохозяйственной продукции. От существующих серных шашек политеховское ноу-хау отличается компактностью, простотой в использовании и относительной дешевизной, а главное — высокой экологичностью, поскольку генерирует нетоксичный аэрозоль.

Серьезные силы политеха брошены на решение экологических проблем. Например, команда специалистов кафедры «Химическая технология и промышленная экология» научилась управлять нефтяной линзой. Это искусственное подземное скопление углеводородов, образовавшееся в результате деятельности нефтеперерабатывающих предприятий. Способ позволит не только контролировать состояние подземных вод, но и прогнозировать динамику движения линзы, от которой зависит устойчивость грунтов под строительными конструкциями.

Новое топливо

Ученые политеха замахнулись на разработку технологии создания метано-водородного топлива. Этот проект вуз реализует совместно с «Газпромом». Уже есть определенные успехи. Разработчики получили первые образцы топливных смесей, обогащенных водородом. Заявлено, что их использование позволит снизить токсичность и объемы вредных выбросов, повысит экономичность магистральной транспортировки природного газа.

— К числу наиболее значимых и интересных разработок можно отнести целый ряд проектов, связанных с водородной тематикой, — говорит Давыдов. — Это новые безуглеродные технологии получения водорода и новые методы хранения водорода в жидкостях и MOF — металлоорганических каркасах. Сейчас актуальна проблема генерации и хранения водорода, поэтому поиск новых технологий — это очень перспективное направление.

Представители СамГТУ совместно с коллегами из Германии занимаются поиском альтернативных накопителей энергии и оригинальных способов получения биотоплива из природного сырья. А ученые кафедры «Химическая технология и промышленная экология» предлагают в качестве источника получения биотоплива использовать водоросль хлореллу.

Заниматься наукой престижно и выгодно

Ученые открывают новые возможности для человечества. Но и им самим нужна поддержка. — Заниматься наукой — это естественный процесс. Разрабатывая какую-то тему, вы расширяете свой кругозор и наблюдаете за тем, что делают ваши коллеги, — говорит Ткаченко. — Возникают новые повороты и грани темы, хочется докопаться до самой сути. Это занятие настолько увлекательное и интересное, что должны возникнуть действительно какие-то экстраординарные обстоятельства, которые бы заставили человека прекратить этим заниматься. Бросить науку очень сложно. Тем более сейчас, когда университеты оснащены высокотехнологичным оборудованием, есть возможности проводить и научно-производственные, и технологические работы.

По словам экспертов, все ощутимее становится материальная поддержка ученых, и это вселяет оптимизм и стимулирует исследовательский потенциал.

— Наряду с известными всем грантами Российского фонда фундаментальных исследований и Российского гуманитарного научного фонда сейчас появляются новые возможности для развития научного потенциала Самарской области в рамках нацпроекта «Наука», — говорит Давыдов. — Прежде всего речь идет о создании научного образовательного центра Самарской области «Инженерия будущего». Это новые возможности, новые перспективы для ученых.

— Нацпроекты «Наука» и «Образование» ориентированы на поддержку именно молодых исследователей, — добавляет Никита Зубарев. — Значит, большинство мер направлено на то, чтобы создать условия для молодых исследователей, которые позволят им заниматься их работой, трудовой функцией и делать высокотехнологичные продукты, выводить их на рынок. И для этого многое делается. В прошлом году состоялся конкурс Российского фонда фундаментальных исследований для аспирантов. Более 1 000 человек по всей стране получили гранты на исследования, в Самарском университете таких оказалось 12. Они будут проводить исследования в течение двух лет, у каждого есть цель, у каждого будут определенные ресурсы, которые он попросил у государства. И мы уверены, что через два года поставленные цели будут достигнуты. Правительство Самарской области также принимает меры для того, чтобы создать молодым исследователям комфортные условия для работы.

Средняя зарплата научного сотрудника университета не должна быть меньше двукратной средней заработной платы по региону. В Самарской области по итогам 2019-го научный сотрудник должен получать более 60 тысяч рублей в месяц.

• • •

У Самарской области есть шансы попасть в пятерку регионов, где уже в 2020 году создадут научно-образовательные центры мирового уровня. НОЦ объединяет в себе вузы, научные центры и предприятия. Он нацелен на взаимодействие с бизнесом. По статистике, сегодня в производство запускается не более 8% научных разработок. Задача НОЦ — увеличить этот показатель.

Метки

По теме

Добавить комментарий

Комментарий появится после модерации.

Газета

Приложение