Для изучения арктического климата и окружающей среды, прокладки маршрутов по Северному морскому пути, обеспечения гидрометеобезопасности России нужны новые исследования и новые технологии. Уже есть планы того, как будут делать то и другое в ближайшие годы.
«СНЕЖИНКА» НА ВОДОРОДНОМ ТОПЛИВЕ
В начале 2023 года в Нефритовой долине Ямало-Ненецкого автономного округа начнется строительство международной арктической станции «Снежинка», ученые которой будут изучать особенности арктических территорий. Увидеть станцию пока можно только на макете. Свое название она получила, потому что по форме напоминает снежинку.
«Цель создания такой станции — разработка, тестирование и демонстрация природосберегающих технологий жизнеобеспечения наряду с проведением арктических и геофизических исследований», — рассказал председатель Научного совета РАН по изучению Арктики и Антарктики, научный руководитель Геофизического центра РАН академик РАН Алексей Гвишиани.
Планы на «Снежинку» амбициозные: предполагается, что ученые станции будут не только заниматься фундаментальными исследованиями в области природосбережения, изменения климата, состояния мерзлоты. Станция призвана соединить прикладную науку и серийное производство в разных отраслях: водородной энергетике и транспорте, развитии технологий сокращения углеродного следа, арктической медицины, роботизированных платформ с искусственным интеллектом. Помимо главного комплекса с лабораториями, планируется построить карбоновую ферму, аэрологическую, астрономическую и геомагнитную обсерватории, станции мониторинга состояния окружающей среды, метеостанции.
Работать там одновременно смогут до восьмидесяти человек. Из них около шестидесяти — инженеры, конструкторы, ученые и разработчики технологий, еще двадцать — сотрудники эксплуатирующей организации. «Снежинка» должна стать первой в мире круглогодичной автономной станцией на базе возобновляемых источников энергии и водородной энергетики.
Начать работу в тестовом режиме на ямальском объекте планируют в конце 2024 года, после завершения первой очереди строительства комплекса. Еще одну станцию построят в Териберке, в Мурманской области, где Геофизический центр РАН провел магнитную съемку и выбрал место для строительства. Там планируется вести сейсмические и геомагнитные наблюдения.
АЛЕКСЕЙ ГВИШИАНИ,
председатель Научного совета РАН по изучению Арктики и Антарктики, научный руководитель Геофизического центра РАН, академик РАН, д. ф.-м. н., профессор
«Одна из основных проблем загрязнения Арктики — это использование гидрокарбонов: нефти, газа, дизельного топлива при отоплении. Станция “Снежинка” — это первая попытка создать станцию на водородном, абсолютно чистом топливе. Мне неизвестны успешные аналоги за границей, но разработки, конечно, ведутся и в Норвегии, и в Дании, и в Соединенных Штатах Америки».
ДВА ГОДА НА ЛЬДИНЕ
2 октября состоялось открытие станции «Северный полюс». Это продолжение проекта дрейфующих станций, который успешно запустил Советский Союз, а затем продолжила Российская Федерация.
По стопам Папанина
Регулярные исследования центральной Арктики начались в 1937 году с открытием первой советской дрейфующей станции «Северный полюс – 1» под руководством Ивана Папанина. В экспедицию входили геофизик Ширшов, метеоролог Федоров и радист Кренкель. Станция была создана для проведения океанографических, метеорологических и геофизических исследований в интересах народнохозяйственного освоения Крайнего Севера, в том числе судоходства по Северному морскому пути, обеспечения планировавшихся трансарктических перелетов советских самолетов. За всю историю станций дрейфовало более 800 человек. Продолжать изучение Арктики с помощью дрейфующих станций стало невозможно из-за глобального потепления. В 2013 году «Северный полюс – 40» пришлось эвакуировать из-за растрескивания льдины, в которую была вморожена станция. В 2015 году была сделана попытка развернуть «Северный полюс – 2015», но и этой станции удалось проработать всего три месяца.
Ледовая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» уже прибыла к месту вмораживания в лед. Она сможет в течение двух лет полностью обеспечивать работу экипажа и научно-исследовательской экспедиции. Ученые выгрузили на лед необходимую технику, транспорт и научное оборудование, были развернуты полевые лаборатории. Лагерь разбивают в полукилометре от судна, поскольку многие из измерений, например магнитные, нельзя проводить рядом с железными предметами.
Ученые планируют изучать природную среду Арктики — от дна Северного Ледовитого океана, на глубине около 4 тысяч метров, до верхних слоев атмосферы и космоса. Геологические, геофизические, акустические и прочие измерения, которые будут проводить сотрудники платформы, необходимы для понимания процессов, происходящих в Арктике, и обеспечения безопасности судоходства по Северному морскому пути.
«Нам трудно даже представить, сколько интересного эти люди смогут найти. С помощью такой платформы мы сумеем решить массу новых задач и поста- вить новые. Я думаю, что первые же рейсы дадут интересные результаты», — полагает научный руководитель Геофизического центра РАН.
Международный опыт
Такие корабли-станции строились и в других странах. В частности, впервые идею вмораживания корабля в льдину реализовал норвежский исследователь Арктики Фритьоф Нансен в XIX веке. Его бриг «Фрам» был вморожен в льдину и несколько месяцев путешествовал вместе с ней. В XXI веке, по словам академика Гвишиани, началось активное возрождение идеи Нансена. Ученые из института в Бремерхафене (Германия), а также Центра научных исследований Франции создавали такие корабли, но небольшого размера. Российская платформа «Северный полюс» — огромная плавающая обсерватория: длина судна — 83,2 метра, ширина — 22,5 метра. На борту платформы будет размещено 15 научных лабораторий, там могут жить и работать 34 исследователя и 14 членов экипажа.
КОНТРОЛЬ ИЗ КОСМОСА
Когда речь идет об Арктике, где нет дорог, возможность наблюдать за землей из космоса необходима, поэтому ученые считают важным шагом запуск первого российского спутника дистанционного зондирования Земли
в Арктической зоне «Арктика-М». Этот космический аппарат позволяет наблюдать все полярные районы с высоты 30–40 тысяч километров с периодичностью 15 минут. С осени прошлого года спутник мониторит погоду над Северным морским путем на высокоэллиптической орбите, дает точную информацию для судоходства, позволяет предсказать подвижки льда с точностью до километра.
До 2025 года «Роскосмос» запустит еще три спутника «Арктика-М» для контроля за льдами и один для контроля за метеорологической обстановкой в Арктике.
Из плана развития Северного морского пути следует, что правительство России планирует направить из бюджета 150,72 млрд рублей на создание арктической спутниковой группировки для безопасности судоходства. Деньги будут выделены до 2031 года на строительство и запуск аппаратов для мониторинга погоды и радиолокационной съемки акватории.
Импортозамещение космических данных
Круглогодичная безопасная эксплуатация Северного морского пути требует актуальных данных дистанционного зондирования Земли, систем автоматической идентификации судов. Из-за санкций российские компании сегодня не могут заказывать эту информацию у иностранных фирм. Снимков в открытом доступе недостаточно, и они редко покрывают сложные участки Северного морского пути. Поэтому для России критически важно заниматься импортозамещением космических данных — иметь свои спутники.