Новейшая история Русского географического общества — это продолжение 180-летнего пути: ученые и изобретатели ежегодно отправляются на край света с целью получить новые данные о строении Земли. От прошлого современным исследователям достались компас и палатка. Сегодня полевые выезды — это еще и полигоны, где обкатываются передовые российские разработки. В суровых условиях нет места ошибке, там рождаются технологии дня завтрашнего. Рассказываем, какие новинки науки и техники протестировали участники экспедиций РГО в этом году.
Подводный дрон, который «находит все сам»
Три недели на берегу озера Иссык-Куль комплексная экспедиция РГО, посвященная юбилею Петра Семенова-Тян-Шанского, вела работу по четырем направлениям: археология, сейсмология, ботаника и экология. Но главным героем ее технологической части стал подводный аппарат «Трионикс-6М», которому предстояло решить классическую научную задачу принципиально новыми методами — с помощью специальной системы навигации.
Цель — исследовать озеро Иссык-Куль под водой, а точнее, находящийся в его глубинах затопленный город у села Тору-Айгыр. Ученые столкнулись с проблемой: привычные системы GPS и ГЛОНАСС под водой не работают. Стандартные методы подводной съемки часто грешат «мертвыми зонами» и неточностями. Решение предоставили российские разработчики из «Лаборатории подводной связи и навигации» — это гидроакустическая система RWLT.
Работает она следующим образом. На поверхности воды выставляются четыре буя, которые выполняют роль своего рода спутников. Они принимают сигналы от маяка, который специалисты устанавливают на самом подводном дроне. Благодаря этому его оператор может в режиме реального времени фиксировать координаты обнаруженных под водой объектов — широту, долготу и глубину. Такой инновационный тандем российских разработчиков — дрон и своя система навигации и связи — привел к созданию прообраза автономных подводных поисковиков.
Запуск подводного дрона на Иссык-Куле. Фото: Михаил Фролов / «Комсомольская правда»
От дронов к цифровым двойникам
Ученые оцифровали бумажную карту глубин озера Иссык-Куль 1968 года. Для этого они сначала отсканировали ее, а затем в специальной программе сопоставили с реальными географическими координатами. После этого специалисты вручную перенесли все линии глубин с карты в компьютер, создав их цифровые контуры. Поскольку за это время уровень воды в озере изменился, все значения были пересчитаны до текущего уровня. На основе этих данных исследователи построили подробную трехмерную модель части дна озера. Эту модель объединили с картой рельефа окружающей берег суши, получив единую карту местности. Благодаря этому ученые смоделировали, как будет меняться береговая линия и какие территории могут быть затоплены при возможном подъеме уровня воды. Это позволило наглядно увидеть потенциальные зоны риска, включая города Балыкчи и Каракол, оценить возможные масштабы ущерба.
3D-модель звонницы на Соммерсе. Видео: ГИС-портал «Россия — от моря до моря»
Технология оцифровки реальности получила применение и в другом проекте. Русское географическое общество совместно с фондом «Люди моря» создали ГИС-портал »Россия — от моря до моря». Специалисты добавляют туда виртуальные копии исторических объектов. Это могут быть затонувшие корабли, маяки, памятники культурного наследия и даже полярные станции, находящиеся в самых труднодоступных регионах России. Информация, размещенная на портале, проходит серьезную проверку ученых-историков. Пользователь может не только посмотреть медиаматериалы, но и узнать уникальные факты об объекте из исторической справки. Сегодня на портале размещено уже более 9 тыс. цифровых двойников — это могут быть затонувшие корабли или другие объекты. По итогам одной из экспедиций этого года там появилась виртуальная 3D-копия мемориальной звонницы, установленной в память о моряках-десантниках на острове Соммерс. Теперь почтить память героев можно из любой точки мира. Убедитесь — выглядит как вживую.
Следим за космической погодой
Если на Иссык-Куле тестируют технологии подводные, то в Арктике — космические. Еще до экспедиции ученые Института космических исследований (ИКИ) РАН разработали цифровую модель ионосферы Земли — того самого слоя атмосферы, который критически важен для связи и навигации.
Для ее совершенствования геофизики отправились на остров Земля Александры. Почему именно туда? Арктика — это природная лаборатория экстремальных условий. Близость к магнитным полюсам искажает спутниковые сигналы. Если в умеренных широтах навигатор работает без проблем, в высоких широтах он может давать сбои.
Чтобы получить данные для исследований ионосферы, ученые взяли в экспедицию спутниковую станцию ГНСС. Это устройство принимает сигналы навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС и др.), что помогает анализировать состояние ионосферы путем измерения задержек сигналов.
Альберт Янаков в процессе монтажа оборудования. Фото: Вадим Штрик / GeoPhoto
Как это работает? Представьте, что ты кричите в пустую пещеру — звук доходит до стен и быстро возвращается. А если пещера заполнена густым туманом? Звук будет идти до стен и обратно немного медленнее. С помощью спутниковой станции ученые получают данные для мониторинга и прогноза «космической погоды», которые критически важны для безопасной навигации по Северному морскому пути. Возмущения в ионосфере вызывают сбои в навигации и радиосвязи. Улучшенные модели позволяют корректировать маршруты и минимизировать риски для судов и грузов.
Сорбент для очистки от нефтяных пятен
Российские ученые разработали инновационное решение для одной из самых дорогостоящих проблем железнодорожной отрасли — загрязнения щебня нефтепродуктами. Традиционный метод, который заключается в полной замене одного материала на другой, — очень затратный и трудоемкий. Технология, которую разработала Сибирская пожарно-спасательная академия совместно с компанией «а-Рокс» протестировала принципиально иной подход — это полимерный сорбент, который позволяет очистить щебень непосредственно на месте, а не менять его на новый.
Эффективность этого метода была доказана в полевых условиях в рамках комплексной экспедиции РГО по маршруту БАМа. На станции Гоуджекит специалисты провели замеры, которые показали следующий результат: после обработки сорбентом содержание нефтепродуктов в щебне сократилось на 98%. Эта технология не только решает экологическую проблему, но и сокращает дорогостоящие земляные работы, траты на закупку нового материала и длительные перерывы в движении поездов.
Испытания техники
В экспедиции «Восточный бастион — Курильская гряда». Фото: Ксения Михайлова
В экспедициях РГО тестируется внедорожная техника российского производства. Вездеходы перевозят ученых в самых трудных местах России: от курильских островов и арктических пустынь. Дело в том, что снегоболотоход «Fenix» способен пробраться через глубокий снег, болота и даже реки, а мощный «Бурлак» создан для экстремальных условий Арктики. Если нужно быстро перемещаться по острову или перевозить оборудование, исследователи используют мотовездеходы AODES и квадроциклы PathcrossArmy. Вся эта техника помогает ученым добираться до самых недоступных уголков страны и проводить исследования там, где раньше это было почти невозможно.
— Мы привлекаем партнеров для комплексных испытаний не только техники, но и кросс-отраслевых технологий: от геофизических до медико-биологических, — рассказывает директор Департамента экспедиционной деятельности и туризма Наталия Белякова. — С помощью этого РГО отбирает и анализирует инновационные разработки для развития удаленных территорий нашей страны, где зачастую преобладают экстремальные погодные условия: к ним относятся Арктика, Сибирь, Курилы и Центральная Азия. Это могут быть как машины высокой проходимости, так и энергетические, социальные решения — приглашаем российские компании к совместной работе.
Экспедиции РГО сегодня — это живые инновационные хабы, где в режиме реального времени тестируются технологии, которые уже завтра определят лицо целых отраслей — от логистики и связи до сохранения культурного наследия. Это доказывает простую и эффективную модель: самые прорывные решения рождаются не в стерильных лабораториях, а на острие актуальных проблем, в диалоге науки и практики, где суровая реальность становится главным экзаменатором для инноваций.
Мария Булдакова