Календарь Года науки и технологий. Июль — месяц связанности территорий и освоения пространства

Июль 2021 года, согласно плану Года науки и технологий в России, объявлен месяцем связанности территорий и освоения пространства. Протяженность территории нашей страны с севера на юг превышает 4000 км, с запада на восток — приближается к 10000 км. Укрепление связей между регионами, создание качественной и современной инфраструктуры, освоение территорий Арктики и космического пространства, — все это невозможно без внедрения инновационных технологий. О последних разработках российских ученых и ключевых событиях месяца расскажем в этом материале. 

На Земле и в космосе

5–8 июля на международной промышленной выставке-форуме «ИННОПРОМ» в Екатеринбурге, которая входит в основной план мероприятий Года науки и технологий, будут представлены передовые разработки ученых и инженеров в области телекоммуникаций, транспорта, индустриальной автоматизации и многих других направлений.

Также в июле планируется запуск многофункционального лабораторного модуля «Наука» к Международной космической станции (МКС). Он предназначен для реализации российской программы научно-прикладных исследований и экспериментов на МКС. После ввода в эксплуатацию нового модуля российский сегмент МКС получит дополнительные объемы для обустройства рабочих мест, размещения аппаратуры для регенерации воды и кислорода, повысится безопасность всего экипажа МКС.

А 20-25 июля пройдет презентация достижений российских ученых на Международном авиакосмическом салоне «МАКС-2021». Образцы летательных аппаратов, лучшей российской гражданской и военной авиатехники: «МАКС-2021», который включен в основной план Года науки и технологий, станет настоящим событием для профессионального сообщества. В рамках «МАКС» пройдет конференция Научно-образовательного центра мирового уровня «Сверхзвук» по развитию сверхзвуковой авиации.

Связь и телекоммуникации

В 2021 году, объявленном в РФ Годом науки и технологий, по всей стране проходят федеральные и региональные мероприятия с участием ведущих деятелей науки. Причем в июле эксперты будут делать акцент на именно тех технологиях и разработках, которые усиливают связанность территорий России и освоение пространства. Вот лишь некоторые из них.

Ученые Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению «Технологии беспроводной связи и интернета вещей», созданного на базе Сколтеха, в партнерстве с ПАО «РЖД» разработали квантовый мессенджер. Он предназначен для организации безопасной связи для российских железных дорог, но не только: им смогут воспользоваться также крупные российские предприятия. Мессенджер использует инфраструктуру квантового распределения ключей, построенную ПАО «РЖД». Само приложение может использоваться на обычных смартфонах под управлением Android, подключенных к сетям мобильной связи четвертого и пятого поколений. Создание центров компетенций НТИ – одна из приоритетных задач национального проекта «Наука и университеты».

Развитие телекоммуникационных технологий, их широкая доступность всегда достигается путем практического внедрения передовых научных разработок. Специалисты кафедры телекоммуникационных систем Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ) создали антенну для обеспечения бюджетной связи для сетей 5G и 6G. Ее разработка ведется в рамках проекта «Технологии и компоненты интегральной радиофотоники» Евразийского Научно-образовательного центра мирового уровня, который получил поддержку в рамках национального проекта «Наука и университеты». Благодаря миниатюрному размеру, антенну можно встроить в любое устройство, в том числе датчик или сенсор. Как уверяют разработчики, широко используемый сейчас нижний СВЧ-диапазон уже переполнен различными мобильными службами, и скорость передачи данных ограничена. Но с развитием системы интернета вещей, виртуальной реальности, беспилотного транспорта и тактильного интернета необходимо обеспечить качественную, быструю и надежную связь. На решение этих задач и нацелена разработка ученых УГАТУ, которая использует новый диапазон частот.

Развитие железнодорожного транспорта

Связанность территорий – это не только мобильная связь, интернет и телекоммуникации, но и железные дороги. Специалисты центра компетенций НТИ по направлению «Искусственный интеллект» на базе МФТИ научили искусственный интеллект создавать расписание поездов за 5 секунд. Сейчас железнодорожники уже используют для составления расписания специальные программы, которые создают график движения. Но проблема в том, что эти решения учитывают только расположение линий, светофоров и маршрут. Программы не берут в расчет, например, наличие других составов на пути или изменение скорости поезда из-за изменения ландшафта. В итоге графики получаются неточными. Ученые предложили решить эти проблемы с помощью искусственного интеллекта, который может учитывать около 30 факторов: правила изменения скорости поезда в зависимости от показаний системы сигнализации, особенности движения составов, зависимость скоростных характеристик от физических параметров поезда, приоритетность типов поездов. Нейросеть постоянно учится на реальных данных.

Создание сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения

Одно из самых перспективных направлений работы российских ученых и инженеров – авиация. Специалисты Московского авиационного института (МАИ) создали прогнозный дисплей для гражданских самолетов, повышающий безопасность пилотирования. Технология позволяет прогнозировать траекторию движения воздушного судна и визуализировать ее с помощью индикатора на лобовом стекле самолета, очков виртуальной реальности или установленного в кабине многофункционального дисплея. Пилот видит трехмерный коридор с набором меток, что облегчает процесс управления самолетом. Использование технологии снижает риск внештатных ситуаций в сложной вихревой обстановке, что доказано в ходе ряда экспериментов. Технология будет применена при создании сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения, работа над которым ведется Научным центром мирового уровня «Сверхзвук» в рамках национального проекта «Наука и университеты».

Освоение космоса

Молодые ученые осваивают не только земное, но и космическое пространство, а студенты занимаются техническим творчеством и запускают ракеты. Так, при Самарском университете им. С.П Королева работает Студенческое конструкторское бюро RocketLAV - постоянный и единственный российский участник студенческого форума по запускам студенческих ракет на международном форуме C`Space во Франции с 2011 года. В апреле 2021 года ребята провели пуск экспериментальной ракеты нового поколения "Capella-МЛ". Согласно данным телеметрии, в ходе полета ракета достигла высоты в апогее 1750 метров. Все системы сработали штатно, с помощью парашютной системы ракета совершила мягкую посадку примерно в полутора км от места запуска. Напомним, одна из задач национального проекта «Наука и университеты» - привлечение молодежи в научную сферу, а также создание лабораторий под руководством молодых ученых. Самарский университет им. С.П. Королева входит в Научно-образовательный центр мирового уровня «Инженерия будущего». В пуле разработок вуза – «цифровые двойники» систем электропитания малых космических аппаратов, которые должны снизить число нештатных ситуаций на борту и повысить живучесть спутников. Также ученые работают над созданием перспективного газогенератора для двигателя тягой 24 тонны и глобальной лазерной информационной системы. Также планируется, что на базе Самарского университета им. Королева будут созданы два центра: Центр коммерческого космоса и Центр экспериментов в космосе.

А белгородские ученые в Научно-образовательном центре «Инновационные решения в АПК» используют данные с космических спутников для мониторинга полей, обучают нейронные сети для сельского хозяйства. Как это работает? По словам доцента кафедры прикладной информатики и информационных технологий НИУ «БелГУ», кандидата технических наук Рустама Асадуллаева, в широком доступе есть много снимков поверхности Земли. Но разрешение таких фотографий, как правило, не очень большое. Квадрат размером 10 на 10 метров «сжимается» всего лишь в один пиксель. И просто разглядеть на нем, что растет на поле – рожь, или, скажем, пшеница, их колоски практически невозможно. Здесь на помощь и приходят нейронные сети. В базе данных – огромное количество информации, как может выглядеть «пиксель» с пшеницей в конкретный месяц и в конкретной местности. И как этот же пиксель может выглядеть, если на нем посажена, допустим, кукуруза. Какие могут быть оттенки: в электронном изображении они записываются комбинацией цифр и разных каналов... Нейросеть, созданная учеными НИУ «БелГУ» это все просчитывает.

Освоение Арктики

Ученые Северного (Арктического) федерального университета разрабатывают технологию экстракции морских водорослей Белого моря для получения продуктов с высоким содержанием биологически активных веществ. Планируется, что в результате работы ученых в Архангельске удастся организовать комплексную, безотходную переработку морских водорослей и воспроизводства агро- и аквакультур в условиях Арктического региона. Разработка ведется в рамках НОЦ мирового уровня «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования».

Создание новых источников энергии для транспорта

Освоение территорий и создание новых видов транспорта невозможно без создания принципиально новых источников энергии. Именно этим занимаются ученые центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» при Институте проблем химической физики РАН. Они разрабатывают и тестируют инновационные водородные топливные элементы для беспилотных грузовиков. Сейчас беспилотные малотоннажные грузовики с грузоподъемностью от 1,5 до 3 тонн уже готовятся к испытаниям в Магнитогорске. Кроме того, ученые завершают создание первой российской автономной водородной заправочной станции.

Напомним, главная задача проведения Года науки и технологий в России – привлечение талантливой молодежи в науку и популяризация успехов российских исследователей. В июльской программе Года: научно-технологическая проектная смена для школьников «Большие вызовы» (Образовательный Центр «Сириус», 5–28 июля), Международная конференция «Диалоги о геномике: лучшие практики лабораторий России и Европы» (Парк науки и искусства «Сириус», 7–10 июля), Всероссийский студенческий выпускной «С Наукой в сердце» (онлайн, 10 июля), Международная конференция по квантовым технологиям ICQT-2021 (онлайн, 12-16 июля), финал IX Национального чемпионата «Молодые профессионалы» (Worldskills Russia)» (Уфа, 21–25 июля), проектно-образовательный интенсив по подготовке команд в сфере сквозных технологий «Архипелаг 2121» (Великий Новгород, 21 июля – 10 августа). 

АНО «Национальные приоритеты» – оператор проведения Года науки и технологий в Российской Федерации. Подробная информация о мероприятиях Года доступна на сайте годнауки.рф.