Юг в иллюминаторе: главные научные тренды ЮФО и СКФО 2023г.
Сегодня научный потенциал Северо-Кавказского и Южного федеральных округов представляют 113 отраслевых и академических НИИ и 62 университета. Основу кадрового состава этих организаций составляют 1,5 тыс. докторов и 5,5 тыс. кандидатов наук. Учитывая отраслевую специфику округов, основная доля открытий и исследований делается в сферах сельского хозяйства, сельскохозяйственном машиностроении и в перерабатывающей промышленности.
Но с 2022-2023гг. начала развиваться и новая для Юга страны научная сфера — космическая.
ЮФО осваивает космос
Пожалуй, одним из самых значимых «космических» событий, произошедших на Юге страны в 2023 году, стал запуск 27 июня ракеты-носителя «Союз-2.1б» со связанным с ней первым ростовским спутником ArcCube-01. Причем, инициатива о создании спутника появилась еще в 2021 году. После выхода аппарата на орбиту Земли управление им взял на себя ЦУ, расположенный в Ростове-на-Дону.
В настоящее время ArcCube-01 обеспечивает вещание ключевой последовательности в радиолюбительском диапазоне частот на высоте порядка 550 км. Планировалось, что через космический аппарат школьники Ростовской области смогут организовать между собой безопасный канал связи для приема и передачи защищенных сообщений. От донского спутника уже была получена первая информация — телеметрия о состоянии бортовых систем.
Сам проект входит в структуру по развитию аэрокосмического направления, сформированного в 2020 году в НИИ «Спецвузавтоматика» и осуществляется совместно с Центром космических технологий «Арктурус» и ростовской организацией АНО «ФИРОН».
«На сегодняшний день космический аппарат ArcCube-01 выполняет заданные функции в рамках образовательного проекта Space-Pi, а также применяется в рамках экспериментальных работ Центра космических технологий «Арктурус» <…> Результатом инициативной работы должна стать гетерогенная информационная система с возможностью работы через спутниковые каналы связи и реализующая функционал безопасного управления данными, а также кросс-чейновое взаимодействие для интеграции данных в том числе из национальных блокчейн-платформ», — сообщили РБК Ростов в АНО «ФИРОН».
В АНО добавили, что система, обладающая таким набором свойств, может значительно увеличить возможности других информационных систем. Часть функционала разрабатываемого решения уже прошла проверку в других проектах «ФИРОНа».
«Вопрос актуальности создания подобной системы уже не вызывает сомнений, но так как объединения технологий космической связи и распределенного реестра включает в себя большой объем нетривиальных задач, требуется провести натурные проверки работы элементов системы. Наилучшим способом проверки систем, включающих в себя элементы космического базирования, является проведения экспериментов в космической лаборатории, т.е. на МКС. В настоящее время мы прошли предварительные этапы согласования документации для проведения данной работы и активно двигаемся согласно процессам, установленным в ГК «Роскосмос», — добавили в организации.
Не отстает в космических изысканиях и соседний Краснодарский край, где в 2023 году сотрудники единственной на Кубани астрофизической обсерватории Кубанского государственного университета (КубГУ) продолжили участие в Международной программе ООН «International Asteroid Warning Network» (IAWN) по предупреждению опасных сближений астероидов с Землей. Так, краснодарские исследователи в 2023 году стали соавторами открытия 110 астероидов, опасно сближающихся с Землей и около 10 комет. В целом за 10 лет работы учеными КубГУ было получено 33 813 измерений астероидов и комет, что является 34-м результатом в мире (из 1,7 тыс. обсерваторий и станций), и занимает первое место в России. Полноценно сотрудниками обсерватории открыт один астероид и одна комета, и они являются соавторами 133 открытий новых объектов.
Как отметили в университете, обсерватория КубГУ является уникальным объектом среди вузов юга России, так как в ней установлен крупнейший телескоп диаметром 0,5 м, оснащенный цифровой камерой, системой наведения и сопровождения.
Молодые ученые
Что не менее важно — краснодарская обсерватория активно работает со школьниками и молодежью. На базе объекта функционирует «Школа выходного дня», проводятся мастер-классы с Центром развития одаренных детей, «Малой академией», Центром дополнительного образования, профильные смены, экскурсии, выезды на массовые мероприятия краевого и всероссийского значения.
Все опрошенные эксперты отметили, что научная сфера на юге страны в целом стала развиваться более активно в последние годы. По словам ученицы классического лицея № 1 (Ростов-на-Дону) Марии Андреевой, которая принимала участие в создании ранее упомянутого спутника ArcCube-01 и рассказала про него президенту РФ Владимиру Путину, наука сегодня — это легко, доступно и интересно. В том числе и для юных умов.
«Сейчас действует огромное количество кружков, конкурсов, в которых ребята могут себя проявить. В России идет Десятилетие науки и технологий и нам необходимо активно развивать эту сферу и одна из основных задач — повышение технологического суверенитета страны <…> Сейчас я работаю над проектом применения технологии блокчейн для построения орбитального сервера. Это спутник, на котором будет установлен дата-центр с использованием блокчейна. В ближайшее время планируем его запустить», — рассказала школьница.
Как отметила Мария Андреева, сегодня в Ростовской области создаются специальные космические классы для школьников и это может способствовать увеличению количества ребят, которые интересуются данной темой.
«Хочу связать свою жизнь с наукой, помогать другим ребятам разбираться в этом. Я являюсь популяризатором науки и хочу продолжать это делать. В основном это космическая сфера. Раньше космос был очень закрытым, но сейчас ситуация изменилась», — добавила Андреева.
Около полутора лет назад Донской государственный технический университет (ДГТУ) подписал четырехстороннее соглашение о сотрудничестве с ФГУП «Космическая связь» (ГП КС), Аграрным научным центром «Донской» и Фондом «Медиапарк Южный регион — ДГТУ». С того момента уже были достигнуты договоренности о том, что в Ростовской области будут проведены испытания новых спутниковых технологий ФГУП «Космическая связь», обеспечивающих высокоточное позиционирование сельскохозяйственной техники. Цель испытаний — разработка программы и методики испытаний отечественной системы спутниковой связи.
По словам декана факультета «Агропромышленный» ДГТУ Дмитрия Рудого, современное сельское хозяйство невозможно без IT-составляющей — в частности, высокотехнологичных проектов внедрения услуг спутниковой навигации.
«Сегмент спутниковой навигации для аграрной сферы стремительно развивается. Сегодня все усилия направлены на эффективное импортозамещение и содействие экспорту российских сервисов, разработок, технологий и образовательных программ», — рассказал Рудой.
В пример декан привел студентов факультета «Агропромышленный» ДГТУ, которые уже проходят обучение в классах «Современное сельское хозяйство», «Точное земледелие» и учебно-лабораторном комплексе. На занятиях используются полностью оцифрованная карта полей и мониторинга сельскохозяйственной техники.
Кроме космоса
На территории ЮФО реализуется программа деятельности Межрегионального научно-образовательного центра (НОЦ) мирового уровня юга России. Так, например, Кубанский государственный технологический университет реализует 2 технологических проекта в рамках этой программы: «Создание технологий и рецептур функциональных, специализированных и персонализированных продуктов питания на основе применения пищевых композитов, концентратов и ингредиентов» и «Разработка зеленой интеллектуальной технологии увеличения пищевой ценности биоматериалов с применением низкотемпературной плазменной обработки».
В целом, в том же Краснодарском крае на поддержку научных проектов планировалось направить 120 млн руб. до конца 2023 года. Финансирование осуществляется через Кубанский научный фонд, созданный в 2020 году для поддержки научных исследований.
По словам исполняющего обязанности ректора КубГТУ Игоря Лагерева, важнейшими прорывами ученых Юга в 2023 году являются разработки, направленные на реализацию Стратегии научно-технологического развития РФ с учетом специфики ЮФО. Прежде всего, это разработки в области развития сельского хозяйства (технологии органического сельского хозяйства, селекция сортов основных возделываемых сельскохозяйственных культур, применение технологий искусственного интеллекта в сельском хозяйстве, создание импортозамещающих технологий сельскохозяйственного машиностроения и др.); ресурсосберегающих технологий глубокой переработки сельхозпродукции, импортозамещающих технологий производства различных пищевых ингредиентов; безопасности (экологической, энергетической, продовольственной, кибербезопасности).
«Если говорить о наиболее важных событиях в научной сфере, то это проведение на территории Краснодарского края различных научно-технических мероприятий международного и федерального уровней. Например, таких как Международный фестиваль детского и молодежного творчества «От Винта!», Международный форум инновационных технологий в пищевой индустрии и сельском хозяйстве «INNOFOOD 2023», Конгресс молодых ученых», — поделился Игорь Лагерев.
По словам и.о. ректора КубГТУ, наибольшую активность в научной сфере в 2023 году в Южных регионах показали разработки в сферах развития сельского хозяйства, ресурсосберегающих технологий глубокой переработки сельхозпродукции, чистой энергетики и рационального природопользования, информационных технологий и искусственного интеллекта, машиностроения.
В Южном федеральном университете (ЮФУ), отметили, что одним из важнейших исследований прошлого года можно назвать первую оценку параметров Волны Рэдклиффа по мазерам и молодым звездам. Оно было выполнено профессором кафедры физики космоса физического факультета ЮФУ Юрием Мишуровым в содружестве с сотрудниками ГАО РАН Вадимом Бобылевым и Анисой Байковой. Для этих целей использовались самые последние результаты наблюдений космической миссии Gaia, а также (в случае с мазерами) наземные радио-интерферометрические измерения со сверхдлинной базой (радиотелескопы расположены в США, Европе и Японии) об экстремально молодых объектах в окрестности Солнца. По словам ученых, это исследование открывает новую страницу в изучении локальных окрестностей Солнца.
Еще одно важное исследование 2023 года — это исследование кинематических характеристик и химического состава переменных звезд типа RR Лиры, которое позволяет понять механизмы эволюции нашей Галактики. Оно выполняется под руководством доцента Марины Гожа. Этот тип звезд традиционно считается старой и бедной металлами галактической популяцией. Однако среди этих переменных найдены объекты с высокой металличностью и кинематикой, типичной для более молодых объектов Галактики. Что открывает возможность расширить наши представления о происходящих процессах.
К важным достижениям 2023 года ЮФУ также относит разработку оригинального трехмерного численного гидродинамического комплекса ngFEOSAD для моделирования начальных стадий формирования звезд и планет. Данный комплекс использует технологии вложенных сеток и передовые технологии распараллеленных вычислений на современных многопроцессорных кластерах с распределенной памятью и графическими ускорителями, что позволяет получать результаты, соответствующие мировому уровню.
Инновационное сообщество
Если провести анализ публикационной активности ученых ЮФО и СКФО в ведущих мировых базах данных научного цитирования, то в топ-5 научных направлений в 2023 году попадают следующие сферы: инженерные науки, компьютерные науки (в том числе искусственный интеллект), науки об окружающей среде, энергетика и медицина.
По мнению Лагерева, в 2024 году ожидается, что российская наука будет активно работать над внедрением своих разработок в производство.
«Более того, внедрение научных разработок в производство помогает сформировать инновационное общество, где научное знание является ключевым фактором развития. Это позволяет стране стать более конкурентоспособной на мировой арене и обеспечить устойчивое развитие экономики», — констатировал и.о. ректора КубГТУ.
Эти и другие материалы читайте в следующем номере журнала РБК+Юг