Из Вселенной на землю. Как разработки для космоса входят в нашу жизнь

7 февраля, в канун Дня российской науки, частная компания канадско-американского инженера и изобретателя Илона Маска запустила в космос красный спортивный электромобиль.

Под музыку умершей два года назад американской рок-звезды Дэвида Боуи в Tesla устремился в космос манекен. При этом Научно-исследовательский центр NASA официально зарегистрировал электромобиль как космический корабль. Своего рода шалость миллиардера породила массу вопросов, а актуальны ли научные исследования космоса, или же теперь это сектор для туризма и PR? Кроме того, не остались ли российские учёные «за бортом» международных проектов из-за конфликтов во внешней политике?

Для чего нужны фундаментальные научные исследования, какую роль они играют в реальной жизни и правда ли, что сегодня российские учёные не вносят вклада в международные проекты, рассказал кандидат физико-математических наук Кирилл Циберкин.

Миссия «Кассини»

Лариса Садыкова, «АиФ-Прикамье»: Осенью прошлого года прекратил работу орбитальный зонд «Кассини». Три года назад Юрий Лончаков уволился из отряда космонавтов ради более интересной работы на Земле, и его случай не единственный. В чём заключалась миссия «Кассини» и правда ли, что космос уже не так интересен человечеству?

Кирилл Циберкин: Орбитальный зонд запустили в 1997 г. Семь лет он летел к Сатурну и ещё 13 - выполнял свою миссию. Глобальной целью миссии было узнать, одни мы во Вселенной или нет. Орбитальная станция изучала спутники Сатурна, искала на них воду, органические вещества – такие места, где могут быть условия для какой-либо формы жизни. По пути она фотографировала Марс, Луну и Землю. Всё это делалось для тестирования техники, установленной на зонде. Камеры фотографировали космические объекты в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом спектрах. Другие приборы дистанционно определяли химический состав грунта - например, по излучению. В том числе и воду нашли: на спутнике Сатурна Энцеладе обнаружили лёд, под которым, возможно, скрыт океан. Проведены тысячи исследований, которые очень расширили знания человечества о космосе. Изучение Вселенной продолжается: сейчас там работают ещё около полутора десятков станций, зондов и аппаратов.

Из адронного коллайдера – в аппарат МРТ

- Какой смысл в таких исследованиях?

- Сами по себе фундаментальные исследования в любых сферах, не только в космосе, особой практической ценности для людей не несут. Но на этапах разработок накапливается практическая ценность фундаментальных знаний, которым нередко находят применение в обычной жизни. К примеру, международный проект по созданию адронного коллайдера придумали ради «чистой» науки: хотели повысить энергию пучков и открыть новые частицы, за которыми, возможно, новая физика. В устройство коллайдера входит много огромных сверхпроводящих магнитов. Но если мы придём сегодня в любую крупную больницу, то увидим аппарат для магнитно-резонансных исследований, в котором используют те же самые магниты, только меньших размеров. И мало кто знает, что эти магниты создавали для исследований в области физики элементарных частиц, не предполагая, что потом их будут использовать для медицинских томографов.

Также и в космической сфере: инженеры придумывают технику, как обеспечить накапливание получаемых данных, как наладить канал связи с Земли до этой станции, как сделать детектор элементарных частиц – всё это рано или поздно может «выстрелить» для обычной техники, которой мы будем пользоваться в жизни. Так же, как произошло с Интернетом: Европейский центр ядерных исследований придумал сеть Интернет для обмена данными между своими подразделениями, а теперь им пользуются все.

Термоядерный реактор

- Политическая ситуация в мире влияет на участие россиян в международных проектах?

- Насколько я знаю, международное сотрудничество в различных проектах с участием наших учёных продолжается. У грантовых фондов, которые поддерживают отечественную фундаментальную науку, есть специальные программы о сотрудничестве с конкретными странами. Фонды стараются преодолеть внешнеполитические разногласия, сделать так, чтобы они не отражались на науке. Над крупными проектами по-прежнему работают десятки стран, и каждая внедряет свои лучшие разработки. Некоторые проекты без нашего участия просто невозможны.

- Есть конкретные примеры?

- Сейчас Россия участвует в большой научной стройке века – в создании во Франции международного термоядерного реактора. За этим масштабным проектом будущее. Сейчас используются атомные реакторы, в которых энергию получаем благодаря реакции расщепления ядер тяжёлых элементов, например, урана. В термоядерном реакторе высвобождение энергии происходит за счёт слияния лёгких элементов. Такой реактор более выгоден в экономическом смысле, а при подборе правильной реакции довольно безопасен.

- В чём роль наших учёных в этом проекте?

- Без их участия просто ничего не получится. Главная задача при создании реактора в том, что надо содержащуюся в нём плазму нагревать до очень высокой температуры. Только тогда запустится реакция, из которой затем можно извлечь энергию.

Обеспечить такой нагрев оказалось возможным только с помощью разработок Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде и Сибирского отделения РАН. Там сделали сверхпроводящие кабели и обмотки, сильноточные системы управления, гиротроны – генераторы сверхвысокочастотных излучений, с помощью которых производится разогрев плазмы в реакторе.

Кроме того, в некоторых международных проектах российские учёные задействованы и как непосредственные исполнители основных исследовательских задач, а не только в смежных областях, обеспечивающих техническое оснащение лабораторий и экспериментальных установок.

- А пермские учёные задействованы в международных проектах?

- Да. И первое, что приходит в голову – кафедра теоретической физики ПГНИУ давно сотрудничает с Европейским космическим агентством по механике жидкостей. Совместно с французскими и бельгийскими учёными они проводят эксперименты и теоретические расчёты по диффузии жидкостей в условиях космоса. Эти исследования могут быть актуальны, к примеру, для современной фармацевтики.