дал руководитель Ассоциации ВТМО Кобылянский В.В. самарскому изданию...
«Физические процессы в океане на настоящий момент изучены недостаточно глубоко...»
Кандидат физико-математических наук, лауреат премии Совета Министров СССР за специальные работы в области океанологии, председатель Координационного совета технологической платформы «Освоение океана», председатель Правления Ассоциации «Высокие технологии морской отрасли», в недавнем прошлом заместитель генерального директора по инновационному развитию концерна «Моринформсистема-Агат» Валерий Кобылянский прочел несколько лекций студентам и сотрудникам СамГТУ на тему «Экспериментальные методы ядерной физики в океанологических исследованиях». После одной из лекций он рассказал о себе, об океанологии и о перспективах сотрудничества с университетом.
Сотрудники Дальневосточного тихоокеанского инситутат РАН, участники морской экспедиции 1988 года. Руководитель экспедиции - Кобылянский В.В. - второй справа. На переднем плане - глубоководный прибор, благодаря которому коллектив лаборатории под руководством Кобылянского В.В. заслужил премию Совета министров СССР.
О себе
В 1972 году окончил факультет теоретической и экспериментальной физики Московского инженерно-физического института (теперь Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». – Прим. ред.) по специальности «Экспериментальные методы ядерной физики». Почти три года проработал в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова, где занимался разработкой приборов для контроля зон атомных электростанций. Потом вместе с молодой женой добровольно сел в поезд и уехал на Дальний Восток поднимать науку; там как раз создавался Дальневосточный научный центр Академии наук СССР (теперь ДВО РАН). Кроме всего прочего, хотелось к морю, ведь я родился на берегу Черного моря.
Через 16 лет возглавил научно-технический центр «Геофизика Тихого океана», куда входило два специальных конструкторских бюро: океанологического приборостроения во Владивостоке и средств автоматизации морских исследований на Сахалине, а также 44-й причал в бухте Золотой Рог, где швартовались научно-исследовательские суда Академии наук СССР и располагалось опытное производство.
В это время в Тихоокеанском океанологическом институте Дальневосточного научного центра была создана лаборатория глубоководного детектирования космических лучей, где мы с коллегами разработали и опробовали технологию использования глубоководных черенковских детекторов в естественных водоёмах. Сейчас эта технология усовершенствована и применяется в российском проекте BAIKAL-GVD, который входит в глобальную сеть подводных нейтринных телескопов, а также используется повсюду в Европе. Кроме детекторов космических лучей, была создана серия океанологических приборов для прямых измерений радиоактивности и светового фона океана in situ.
От Шпицбергена до Антарктиды
Я много времени провёл в экспедициях и в командировках. Однажды мы с женой посчитали, что меня не было дома в среднем 40 процентов времени ежегодно. С экспедициями побывал во многих районах Земли – от Антарктиды до Шпицбергена. Около двадцати раз выходил в далёкий океан (небольшие прибрежные экспедиции для испытания приборов или для участия в учениях Тихоокеанского флота не считаются). Сначала – в должности начальника отряда, отвечая за своё научное направление, затем был начальником экспедиции и трижды организовывал комплексные океанологические работы. Это были сложные морские эксперименты, в которых участвовало много судов. Последняя экспедиция была на затопленную подводную лодку «Комсомолец» на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш» с известными всему миру глубоководными аппаратами «Мир».
Глубоководный обитаемый аппарат «Мир-2», работы в Норвежском море над затонувшей подводной лодкой «Комсомолец», 2007 год
Августовский путч 1991 года застал меня на Сахалине. За мной был коллектив в 350 человек, которым надо было платить зарплату. Спасая конструкторское бюро, пришлось поругаться с губернатором Сахалина, который планировал приватизировать лучшее научно-техническое подразделение острова. Тогда удалось найти возможность сохранить организацию: чтобы нам было на что существовать, подразделению пришлось освоить ремонт рыболовных судов на опытном производстве во Владивостоке.
В 2011 году, когда правительство утвердило стратегию инновационного развития России, я предложил создать технологическую платформу «Освоение океана». После саммита АТЭС – 2012, когда Дальневосточный федеральный университет получил полностью оборудованный кампус на острове Русский, фактически четыре года находился там в постоянной командировке.
Познакомился с капитаном первой в России студенческой команды, занимавшейся подводной робототехникой. Ребята показывали хорошие результаты на международных соревнованиях; и я предложил им перейти на работу в концерн «Моринформсистема – Агат». Было открыто удалённое подразделение концерна. Вместе нам удалось сделать целую серию робототехнических приборов: телеуправляемый и автономный аппараты, автономный носитель гидрофизической аппаратуры переменной плавучести, систему обнаружения пловцов, цифровую гидроакустическую связь для навигации автономных необитаемых подводных аппаратов, безэкипажный катер, а также основу информационно-управляющей системы, которая может объединять все автономные приборы, находящиеся в определённой акватории моря. Они создавались как экспериментальные макеты, но в любой момент их можно модернизировать, чтобы включить в более серьёзную разработку.
О структуре воды
Вода обладает аномальными физическими свойствами: теплопроводность, теплоемкость, скрытая теплота испарения, поверхностное натяжение и т. д. самые высокие из всех жидкостей. Противоречий в описании структуры воды много; на них нет внятного научного ответа. На самом деле вода, безусловно, уникальное явление, и мы о ней мало что знаем. Хочу сказать: предположения, которые появились последнее время о том, что вода может обладать большой памятью и являться для нас с вами неким облаком, хранилищем файлов, – это вполне допустимая гипотеза.
Мною также была сделана попытка внести лепту в изучение структуры воды. Вы знаете, что максимальная плотность воды наблюдается при четырёх градусах Цельсия. Ниже четырех градусов эта плотность, вопреки законам физики, начинает уменьшаться. При отрицательных температурах зимой на поверхности водоёма у нас лёд, а внизу – рыбы, которые плавают и не замерзают. Может быть, это придумал создатель, чтобы мы все остались живыми? Мы попытались применить рентгеноструктурный анализ по отношению к воде, но вода всё время меняет своё состояние, она всё время в динамике, и вы не можете зафиксировать молекулу воды или 10 молекул воды на одном месте. Там всё время что-то меняется
Прекрасный инструмент для исследования, который появился сравнительно недавно – синхротронное излучение. Оно по интенсивности в тысячу раз мощнее любой рентгеновской трубки. А почему бы не посмотреть кино? Берём образец воды и пытаемся его заморозить и разморозить, чтобы он прошёл от плюс четырёх градусов до нуля, а потом от нуля обратно до четырёх градусов Цельсия. Смотрим, будет ли что-то меняться в спектре рассеяния. Почти 20 лет назад была сделана всего одна серия измерений на четырёх образцах воды из разных океанов.
И вот каков предварительный результат. Лёд при нуле градусов имеет гексагональную структуру; она менее плотная. Но когда мы начинаем уходить от нуля градусов, эта структура постепенно разрушается. К четырём градусам, когда она уже разрушена практически полностью, начинает образовываться тетраэдрическая, более плотная структура. То есть, четыре градуса – это место перемены одной структуры на другую.
Про след подводной лодки
Несколько слов о подходе к научным исследованиям. Складывается ощущение, что в последнее время учёные боятся браться за большие и сложные проблемы. Во многом победил описательный стиль и моделирование. На вопрос «почему» многие стараются не отвечать. Про неравновесную термодинамику океана при этом вообще не вспоминают, что вызывает недоумение.
Разве не интересно, почему памятник природы Мостовая гигантов в Северной Ирландии или мыс Столбчатый на Курильских островах так похожи на конвективную зону Солнца? В природе существует масса процессов самоорганизации. Почему торнадо нельзя рассматривать как синергетический процесс? В чём причина возникновения внутренних волн в океане? И так далее.
"Брусчатка" мыса Столбчатого (о. Кунашир, Дальний Восток) и ячейки Бенара на Солнце
Работая много лет в океанологии, я участвовал в работах по изучению геофизических полей, сопровождающих движение подводного объекта. Большинство людей, которые описательно упрощённо смотрят на океан, думают, что от носа подводной лодки волны расходятся под водой так же, как от носа корабля на поверхности. Это далеко не так. Лодка не может «распихивать» волны, как это представляется, она в значительной мере тянет воду за собой; вода как бы прилипает к корпусу, особенно когда лодка идёт медленно. Киты и рыбы, к примеру, лавируют, чтобы вода не мешала им плыть, а подводная лодка так не может. Она тащит воду за собой, пока та не «оторвётся». Никакого турбулизированного пятна, как на поверхности, за субмариной нет. Отрыв присоединённой массы происходит в виде вихрей, а это крайне интересное явление.
О Политехе, океанологии и любви к исследованиям океана
В 70-80е годы прошлого века в нашей стране было построено много научно-исследовательских судов для изучения и освоения Мирового океана. Этот большой научный флот (где-то даже излишний) был распределен по нескольким ведомствам: Академия наук СССР, Министерство рыбного хозяйства, Министерство геологии, Министерство обороны, Комитет по гидрометеорологии. В общей сложности, более 280 судов работали в морях и океанах. Ежегодно выполнялся разносторонний и объемный план морских экспедиций по всем районам Мирового океана от Арктики до Антарктиды.
В это время было много энтузиазма. Значительное число выпускников институтов и университетов пришло работать в океанологию. В результате в области исследований и освоения океана были получены серьезные достижения. Сформировались представления о внутренних волнах и тонкой термохалинной структуре водных масс; пришло понимание пространственно-временной изменчивости океанических процессов и были описаны синоптические вихри, «отвечающие» за погоду на нашей планете. Большой объем геофизических работ позволил выявить основные месторождения углеводородов на шельфе наших окраинных морей, которые страна разрабатывает сейчас. Были заложены основы морской биоорганической химии – науки, которая создает фармацевтические препараты из биологически активных морских веществ. Имел место значительный прогресс в области разработки новых технических средств и методов изучения и освоения океана; начался этап применения космических аппаратов для исследования океана.
Экспедиция 2006 года, акватория о. Сахалин, Дальний Восток
Нельзя сказать, что все эти исследования были полноценными и высокоэффективными. Далеко не всегда грамотно и глубоко ставились задачи исследований (это было начало широкомасштабного изучения океана, и во многих областях сказывалось отсутствие предыстории исследований). На такое количество научно-исследовательских судов не хватало научных сотрудников с достаточным опытом работы; скудной была приборная база. Это были неизбежные недостатки в начале работ по широкому освоению океана. Но, несмотря на определенные трудности, в те годы были выполнены хорошие работы и получены важные результаты, которые во многом являются основой наших современных знаний об океане.
В Самарском политехе ведётся основательная работа над автономными надводными и подводными аппаратами, создаётся прототип программного обеспечения для группового управления несколькими аппаратами на поверхности воды, а также обучающий комплекс для операторов телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов. В связке с Морским государственным университетом имени адмирала Г.И. Невельского (г. Владивосток) мы вместе могли бы взяться за решение конкретной задачи в интересах страны, создавать приборы и растить студентов-инженеров.
Эта работа может быть связана с подводной инфраструктурой для морских роботизированных систем, поскольку сейчас необходимы новые управляющие структуры и методы обработки информации. Большая потребность в специалистах, которые умеют обращаться с роботами и оборудованием.
Нам нужна молодёжь, которая будет заниматься фундаментальными геофизическими исследованиями, правильно обрабатывать сейсмические материалы, проводить гравиметрический анализ на шельфе, измерять магнитные поля, чтобы знать, где бурить скважины. На океанском дне есть залежи газогидратов, в десять раз превосходящие запасы на земле. Когда-нибудь мы разработаем технологию их добычи, но ведь интересно ещё и понять, как они образовались.
Морская отрасль нуждается в спутниках, обеспеченных связью с поверхностью океана, с автономными судами и реальными приборами, «живущими» в океане. Надеюсь, над этим мы вместе с Самарским политехом сможем успешно потрудиться. А нынешний студент на старости лет будет гордиться тем, что посвятил свою жизнь исследованию и освоению океана.
Издание Самарского политехнического университета "Технополис Поволжья"
