На земле и в космосе
Под высоким сибирским небом на улице Русской вот уже 50 лет работает уникальный Конструкторско-технологический институт научного приборостроения (КТИ НП СО РАН). Здесь люди наделены той одухотворённой красотой, которую дарит человеку увлечённость своей профессией. Много лет они реализуют космические проекты, создают интеллектуальные технологии для наукоёмкого производства и бережно хранят легенды отечественного инженерного дела.
Легко ли внедрять исследования?
«За 50 лет работы сотрудники КТИ НП СО РАН дали рождение множеству великолепных проектов. Например, была разработана двухступенчатая система контроля зеркальных элементов космической обсерватории «Миллиметрон», на основе искусственных нейронных сетей для ядерной промышленности создана технология обнаружения дефектов; реализована система автоматизации радиотелескопа РАТАН‑600, ещё в 1985 году изобретена совместно с ИАиЭ СО РАН система имитации визуальной космической обстановки «Аксай» — по сути, прототип системы виртуальной реальности — и многое другое. Но, к сожалению, до сих пор в России мы наблюдаем трудности в процессе внедрения научных разработок в жизнь из-за административных и финансовых барьеров. Многие прекрасные инновации не получили широкое распространение. Приведу маленький пример: нашим институтом по заданию РЖД была разработана система «Контакт». Она позволяет контролировать на ходу и своевременно выявлять технические дефекты силового кабеля транспорта на электрической тяге. Опытный образец прошёл испытания и получил положительное заключение. Но по независящим от нас причинам система так и не поступила в промышленную эксплуатацию. Опытный образец более десяти лет находится на станции «Сеятель». Подобные системы могли бы принести значительный экономический эффект, да и решать проблему до критического момента гораздо проще и легче, чем героически бороться с последствиями».
Как работают российские спутники?
10 лет назад космический аппарат «Глонасс-К», созданный компанией «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», впервые принял сигнал бедствия. 30 марта 2012 года навигационный космический аппарат «Глонасс-К», находящийся на лётно-конструкторских испытаниях, принял сигнал Международной системы поиска и спасания терпящих бедствие КОСПАС–САРСАТ. Он был отправлен экипажем вертолёта, потерпевшего крушение в Скалистых горах Западной Канады. Российский навигационный спутник с помощью бортового радиокомплекса спасения передал принятый сигнал на наземную станцию. Это позволило спасти жизни пяти человек, находившихся на борту разбившегося воздушного судна.
В 2022 году планируется осуществить запуск космического аппарата нового поколения «Глонасс-К2». На нём установлена модернизированная аппаратура поиска и спасания — канал обратной передачи данных, по которому наземные технические средства смогут подтвердить, что сигнал бедствия принят системой КОСПАС–САРСАТ и отправить помощь. (По данным АО «ИСС» им. М. Ф. Решетнёва»)
«Одно из самых глобальных и интересных событий, происходивших в моей научной деятельности — разработка системы контроля, которая могла бы оценить в земных условиях, как происходит деформация объекта в космосе. Известно, что в околоземном пространстве очень низкие температуры и нет воздуха; этот эффект можно заметить, например, на спутнике, который, покинув нашу планету, искривляется каким-то произвольным образом. Поэтому ещё на Земле необходимо провести испытания аппарата и промоделировать все возможные ситуации, чтобы техника в космосе работала как надо. Ведь запуск спутника — очень дорогостоящая программа. Эту задачу мы решали около трёх лет. Основная сложность нашей работы состояла в том, что объектов, которые мы должны были измерять, у нас не было — их нельзя было выносить за переделы производства, так что это был чисто математический расчёт. Но мы справились. Сейчас наша установка стоит в АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» в Железногорске — одной из ведущих компаний по созданию спутников в России. Она контролирует объекты, помещённые в термобарокамеру, где создаются условия, близкие к космическим, и регистрирует все изменения, а после выдаёт карту термодеформации объекта в процессе испытаний».
Когда запустят проект класса «мегасайнс» ЦКП СКИФ?
Источник синхротронного излучения нового поколения обещают ввести в эксплуатацию к 2024 году. В конце марта новосибирские геофизики признали участок, выбранный для строительства центра коллективного пользования Сибирского кольцевого источника фотонов, безопасным и адекватным поставленным задачам.
«Я занимаюсь разработкой систем неразрушающего контроля, основанных на оптических методах, которые мы модифицируем и совершенствуем. В основном это контроль качества различных изделий, выпускаемых на промышленных предприятиях, начиная с атомной и заканчивая военной отраслью. На многих заводах до сих пор некоторые изделия контролируют вручную: контролёр визуально определяет, есть ли дефектные изделия. Представьте себе быстро движущийся конвейер с длинным рядом гильз, среди которых вам предстоит на глаз определить деформированное изделие и быстро убрать его с ленты. Конечно, здесь встаёт вопрос точности. Поэтому мы встраиваем в линию системы автоматического контроля. Кстати, иногда возникает сопротивление инновациям со стороны работников заводов, которые считают, что мы хотим их заменить роботами, но это не так. Системы контроля тоже кто-то должен обслуживать, а это гораздо приятнее, чем вручную браковать изделия. Как правило, поработав за нашими установками, заводчане оценивают их по достоинству. Основная задача, которая стоит сейчас перед нами — это увеличение производительности контроля. Вся промышленность хочет, чтобы он производился как можно быстрее. Например, завод по производству топливных таблеток выпускает изделия со скоростью десять штук в секунду. Им необходимо, чтобы на этой скорости производился контроль каждой таблетки. Первое устройство, которое мы изготовили, могло отсканировать только одну таблетку в секунду, но сейчас мы добились измерения уже шести изделий и продолжаем дорабатывать систему. Есть задачи, с которыми мы уже отлично справились: например, контроль решёток, использующихся в тепловыделяющих сборках. Дистанционирующие и перемешивающие решётки применяются в ядерной энергетике с целью выравнивания температуры оболочки твэл (тепловыделяющий элемент в ядерном реакторе) и увеличения запаса до кризиса кипения. Раньше на координатно-измерительной машине полное измерение решётки занимало многие часы, ведь надо было определить, находится ли каждая ячейка в нужном месте, нет ли дефекта формы, не сместились ли координаты её центра. Мы создали системы, которые измеряют перемешивающие решётки меньше чем за минуту. Наша универсальная лазерная система для контроля геометрических параметров дистанционирующих решёток находится в эксплуатации ПАО «НЗКХ» с 2009 года. Мы сотрудничаем и с топливной компанией Росатома «ТВЭЛ». Дайте нам задачу, а мы придумаем прикладной инновационный способ её решения и внедрим в жизнь».
Новый курс правительства?
«В сегодняшней ситуации роль вузов и научных институтов повышается, потому что на повестке как никогда остро стоит вопрос импортозамещения. Мы должны проанализировать, как новые ограничения влияют на деятельность научных коллективов, какие меры следует принимать и как мы будем решать новые задачи в сфере импортозамещения. Необходимо расставить акценты, чтобы проводить эту работу максимально эффективно».
Андрей Травников, Губернатор Новосибирской области,
на совещании в СО РАН по вопросам импортозамещения
(02.04.2022)
«Я разрабатываю оборудование фронтендов пользовательских станций для СКИФа — сибирского кольцевого источника фотонов. Пучок рентгеновского излучения, который вылетает из ускорителя, имеет рекордную мощность и может расплавить всё на своём пути. Поэтому необходимы мониторы, окна, щели пучка, которые могли бы привести его геометрию и энергетику к определённым показателям. В специальной компьютерной программе я рассчитываю параметры пучка, определяю, какая мощность падает на тот или иной объект, выбираю материалы и технологии для изготовления оборудования (например, алмазные окна для визуализации излучения), разрабатываю системы охлаждения.СКИФ — это передний край науки, перед ним стоят амбициозные задачи. Можно сказать, что это огромный микроскоп, поэтому многие исследования в кольцевом источнике фотонов будут связаны с материаловедением, созданием и обработкой новых материалов, исследованием микроструктуры вещества. Кроме того, он даст возможность изучить различные быстропротекающие процессы — взаимодействие вирусов и лекарственных препаратов, химические реакции на поверхности катализаторов, распространение ударных волн при взрывах и многое другое. СКИФ предоставит работу учёным, привлечёт новые кадры, позволит продвинуть фундаментальные исследования. Но чтобы в конечном итоге наука не замкнулась сама в себе, а принесла пользу и обычным людям, должна запуститься целая сложная цепочка — наука, внедрение в производство, поддержка со стороны как государственных компаний, так и частного бизнеса. Будем надеяться, что система в ближайшее время заработает в комплексе и разовьёт инфраструктуру региона».
