Наука-2024. Чего ждут ученые в новом году?

В следующем году Российская академия наук отпразднует 300-летний юбилей. Это значимая для отечественной науки дата, к которой приурочивают многочисленные форумы, выставки и публикации. В целом год ожидает быть научно насыщенным: это долгожданный запуск коллайдера NICA в Дубне и окончание строительства установки СКИФ в Новосибирской области, развитие квантовых вычислений и продолжение работ по созданию центра протонной терапии в Москве, ожидание новых астрономических результатов. А еще медико-биологические исследования в области космонавтики, управление группами роботов и экономический анализ возможности технологической независимости.

Об ожиданиях и планах ученых на 2024 г. ― в материале «Научной России».

300-летие Российской академии наук

В 2024 г. Российская академия наук отпразднует 300-летие: значимая и ожидаемая дата. Говорить о праздновании юбилея и готовиться к нему начали несколько лет назад. В преддверии праздника ученые готовили научные работы, посвященные истории академии, проводились форумы, выставки и семинары. Осенью 2023 г. на площадке президиума РАН прошло первое и истории заседание четырех академий: наук, образования, художеств и архитектуры.

Значительное внимание при праздновании юбилея уделят Санкт-Петербургу: в 2023 г. академия наук открыла в Северной столице региональное отделение, председателем которого выбрали ректора Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого академика Андрея Ивановича Рудского. Именно в Санкт-Петербурге в 1724 г. указом Петра I была открыта академия наук. А в следующем году здесь пройдут многочисленные встречи, в том числе торжественное выездное заседание президиума РАН. Следите за новостями юбилейного года вместе с нами!

И еще одно важное изменение, связанное с Российской академией наук. В начале 2024 г. будет отменено деление научных институтов на категории. Окончательно об этом на общем собрании членов Российской академии наук заявили министр науки и высшего образования Валерий Николаевич Фальков и президент РАН Геннадий Яковлевич Красников. Три категории институтов определяют разницу в их финансировании. Глава академии отметил, что эта система мешала развиваться институтам, попавшим во вторую и третью категории. В.Н. Фальков сказал, что система, которая должна прийти на смену категорийности, будет направлена на формирование конкурентной среды в сфере исследований и технологий и позволит институтам активно двигаться вперед.

Мегасайенс в России: NICA и СКИФ

В подмосковной Дубне завершается строительство коллайдера NICA. В конце 2024 г. ученые Объединенного института ядерных исследований планируют запустить установку класса мегасайенс и провести первые столкновения тяжелых ядер. В эксперименте физики рассчитывают воссоздать условия, возникшие во Вселенной через десять микросекунд после Большого взрыва, и получить кварк-глюонную плазму. Это поможет глубже понять фундаментальные законы строения материи. Подробнее о запланированном эксперименте предлагаем прочитать в интервью с ученым ОИЯИ Анатолием Олеговичем Сидориным «Свободу кваркам?».

В конце 2024 г. планируют достроить и другой научный объект высшей категории — Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ). Указ, регламентирующий окончание работ, подписал президент России В.В. Путин. На сайте проекта сообщается, что в декабре следующего года будут завершены все строительно-монтажные и пусконаладочные работы: это ускорительный комплекс и шесть экспериментальных станций первой очереди.

Космос, далекий и близкий

2024 г. ожидается богатым на исследования в области космоса. Это очередной этап обзора всего неба в рентгеновском диапазоне, создание новых спутников связи, результаты годового изоляционного эксперимента, космические роботы и возвращение человека на лунную орбиту.

В апреле отечественный телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского завершит очередной обзор всего неба в рентгеновском диапазоне. Новый этап исследований небесной сферы начался в середине октября. Из-за корректировок научной программы телескоп приостановил обзор неба в марте 2022 г.: тогда немецкий телескоп eROSITA, также установленный на борту обсерватории «Спектр-РГ», был переведен в спящий режим, и российские ученые разработали новую программу исследований для максимально эффективной работы телескопа ART-XC.

В следующем году начнется производство спутников «Скиф» для одноименной группировки в рамках программы «Сфера». Это альтернатива зарубежным проектам Starlink и OneWeb: «Сфера» должна обеспечить Россию спутниковой связью и интернетом. Осенью в «Роскосмосе» сообщили, что заключен контракт на производство шести космических аппаратов.

Интересных результатов стоит ждать в области медико-биологического обеспечения космических полетов. В 2023 г. ИМБП РАН запустил очередной этап эксперимента SIRIUS: в ноябре шестеро участников программы отправились в годовую изоляцию в научный модуль на территории института. По сценарию эксперимент имитирует полет экипажа на Луну. Ученые собирают научные данные о влиянии изоляции и ограничения пространства на психологическое и физическое состояние экипажа. В будущем эта информация понадобится при подготовке долгосрочных космических миссий. Эксперимент завершится в ноябре 2024 г. А летом, в конце июля или, при переносе сроков, в конце августа, на полярную орбиту будет запущен аппарат «Бион-М» № 2. Орбита аппарата, на котором в космос отправят 75 мышей, насекомых и растения, повторяет орбиту, на которую в будущем выведут российскую орбитальную станцию, а исследования должны дать информацию о том, как электромагнитная обстановка и радиационное излучение влияют на живых существ. Эксперимент будут обеспечивать более 20 научных устройств. Сейчас ученые переходят от стадии их разработки к изготовлению летных образцов. Устройства передаются в РКЦ «Прогресс» для их испытаний.

И еще одна цель: в 2024 г. человечество вернется в окололунное пространство. Ожидается, что в ноябре следующего года будет запущена первая за более чем полвека лунная миссия с участием человека: на корабле Orion к естественному спутнику Земли отправятся четверо астронавтов NASA. По плану миссия продлится около десяти дней, в течение которых астронавты долетят до Луны, облетят ее и вернутся на Землю.

Роботы ― ближе к людям

Летом 2023 г. от Москвы до Санкт-Петербурга проехали первые отечественные грузовики ― значительное достижение российской робототехники, которая будет развиваться и в следующем году. О планах развития робототехнической науки рассказал главный научный сотрудник Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН профессор РАН Роман Валерьевич Мещеряков.

По словам ученого, основные усилия специалистов ИПУ РАН будут сконцентрированы на развитии человеко-машинных интерфейсов, а также появятся результаты в области управления группой роботов. То есть перед группой роботов будет ставиться крупная задача, а отдельные участники должны определять свое место, положение и цели для ее решения. Например, в области сельского хозяйства: один беспилотник должен облететь территорию, чтобы обнаружить проблемы или задачи, другой ― доставить на место необходимые ресурсы, третий ― убрать урожай, четвертый ― контролировать это взаимодействие. Подробнее об этом предлагаем прочитать в интервью с Р.В. Мещеряковым «Занимаясь робототехникой, мы должны оставаться людьми», которое портал «Научная Россия» публиковал этим летом.

Кроме того, в этом году президент РФ В.В. Путин подписал указ «О развитии природоподобных технологий». По словам Р.В. Мещерякова, это стимулирует научные исследования в области нейроморфных архитектур.

«Сегодня мы находимся практически на пике перехода от классических вычислительных архитектур к вычислительным структурам другого класса: например, спайковым нейросетям и гибридным биологическим системам управления. Мы видим, что в следующем году воздушные и наземные роботы смогут работать в группе, естественным образом предвосхищать действия человека и в целом развиваться для облегчения жизни человека. С другой стороны, мы надеемся, что это позволит человеку уделять больше времени социальной жизни, а не уходу в виртуальный мир», ― сказал Р.В. Мещеряков.

Квантовые вычисления, протонная терапия, микроэлектроника

Кубиты для практических задач

В 2024 г. вряд ли получится показать квантовое превосходство на отечественных компьютерах, но создать и представить ряд практикоориентированных алгоритмов, продемонстрировать прикладную эффективность квантовых вычислений в отдельных направлениях возможно. Этим в следующем году будут заниматься ученые Физического института им. П.Н. Лебедева РАН.

«Сегодня у нас лучший алгоритмический квантовый компьютер в России: в 2023 г. мы создали устройство на 20 кубитах. ФИАН ― единственный институт в стране, который в 2024 г. способен решить задачи по созданию квантовых алгоритмов для практических задач. Но гонка продолжается: и мировая, и на уровне российских институтов. Предсказать, как дальше будут развиваться квантовые вычисления, пока непросто. Интересные результаты показывают квантовые вычисления на нейтральных атомах, мы запустим эту ветку исследований в следующем году. Квантовые вычисления остаются одним из ключевых направлений института, и в комплексе они приведут к интересным научным и технологическим результатам», ― рассказал директор ФИАН член-корреспондент РАН Николай Николаевич Колачевский.

Отечественные установки МРТ

Вопрос создания отечественных установок магнитно-резонансной томографии широко обсуждался в прошлом году. Тогда ФИАН представил разработки МРТ с полем в 1,5 Тесла. Н.Н. Колачевский рассказал, что исследования продолжаются, сотрудники института участвуют в научном сопровождении проекта, но теперь его курирует госкорпорация «Росатом». Как и прежде, производство российских установок планируют начать в перспективе двух-трех лет.

Физики для медицины

Физики тесно сотрудничают с онкологами: ядерную медицину называют одним из важнейших направлений в области борьбы с опухолями. В этой области продолжает работать и ФИАН совместно с Медицинским радиологическим научным центром в Обнинске.

«Мы совместно с коллегами из МРНЦ им. А.Ф. Цыба и МИФИ получили интересные медико-практические результаты: выяснили, что некоторые тяжелые частицы усиливают эффект протонной терапии. А также освоили технологии векторной доставки этих частиц и провели широкий комплекс исследований на мышах. Это ложится в основу целого направления дальнейших исследований, которое мы рассчитываем продолжить в 2024 г.», ― рассказал Н.Н. Колачевский. Ученый добавил, что продолжаются и исследовательские работы в области ионной терапии.

«В ближайшие годы это будет для нас одной из ключевых задач. Направление востребовано обществом и врачами. Медики в один голос говорят, что такие исследования крайне важны для лечения ряда специфических онкологических заболеваний», ― отметил Н.Н. Колачевский.

На базе Физического института РАН продолжаются работы по созданию центра протонной терапии. Корпус освобожден, в конце следующего года, возможно, будут отремонтированы некоторые помещения. По словам Н.Н. Колачевского, именно подготовительные работы займут бóльшую часть времени и сил.

Инфракрасный диапазон и ультрафиолет

Актуальная задача института в области технологической независимости ― обеспечение микроэлектронной отрасли. В частности, это создание светочувствительных элементов для среднего инфракрасного диапазона. Такое направление востребовано в том числе оборонной промышленностью. Директор ФИАН рассказал, что в течение последнего года ученые института научились выращивать отдельные структуры, и в 2024 г. появятся первые прототипы гетероструктур, которые могут быть использованы в рамках импортозамещения.

Второе близкое направление, связанное с микроэлектроникой, ― это создание структур на нитриде галлия: ультрафиолетовых светодиодов и лазеров. «Сейчас мы завершаем апгрейд наших установок в рамках обновления приборной базы. К середине 2024 г. будут первые попытки создать фотоизлучающие элементы в ультрафиолетовом диапазоне», ― рассказал Н.Н. Колачевский.

Экономика технологической независимости, международные расчеты в цифровой валюте и анализ влияния шоковых факторов на экономическое развитие

В следующем году Россия продолжит развиваться в условиях санкций: предпосылок к снижению экономического давления пока не предвидится. Новые условия, в которых существует мировая экономика, ученые определяют как ее «фрагментированность». Сложившаяся ситуация диктует приоритетные направления научных исследований в области экономики. О планах на 2024 г. корреспонденту портала «Научная Россия» рассказал директор Института экономики РАН (ИЭ РАН) член-корреспондент РАН Михаил Юрьевич Головнин.

Приоритетная область исследований ученых ИЭ РАН ― международная макроэкономика. Направление связано с влиянием внешних факторов на экономику России. «Дело в том, что за неполную четверть XXI в. мы уже видели несколько подобных мощных воздействий. Это мировой экономический и финансовый кризис в 2008–2009 гг., российский кризис, связанный с падением мировых цен на нефть и санкциями, в 2014–2016 гг., кризис, связанный с пандемией COVID-19 в 2020 г., воздействие новых беспрецедентных санкций на российскую экономику в течение последних лет. Хотелось бы обобщить опыт влияния внешних шоков на российскую экономику и сопоставить влияние внешних и внутренних факторов. Это одна из фундаментальных задач, которую мы начнем решать в 2024 г. и продолжим в последующие годы», ― рассказал М.Ю. Головнин.

Еще одно важнейшее и популярное направление ― достижение технологического суверенитета. Ученые должны конкретизировать задачи с экономической точки зрения: стопроцентное замещение импортной продукции невозможно, а значит, необходимо определить несколько критически важных направлений. М.Ю. Головнин отметил, что это экономическое исследование уже проводится и продолжится в следующем году. В частности, ученые должны определить, какого состояния достигло импортозамещение в высокотехнологичных отраслях, и внести практические предложения, которые помогут добиться независимости.

Курс смещения внешнеэкономического вектора России в сторону восточных стран очевиден. Но в новых условиях требуются дополнительные исследования, связанные с включением России в интеграционные процессы в «поясе соседства». «“Пояс соседства” ― это концепция, разработанная в Институте экономики РАН. Она связана с выделением круга стран, с которыми Россия, с одной стороны, граничит, а с другой ― достаточно тесно экономически взаимодействует. Это страны Европы на Западе, страны постсоветского пространства и восточноазиатские страны. В течение длительного времени наблюдается тенденция постепенного сдвига внешнеэкономических связей в сторону восточных стран. В следующем году мы сосредоточим внимание на исследовании двусторонних экономических отношений России со странами ”пояса соседства”. В условиях санкций все сложнее выстраивать многосторонние форматы, а двустороннее взаимодействие позволяет более эффективно налаживать связи и реализовывать потенциал экономического взаимодействия с отдельными странами, который прежде был отчасти упущен», ― подчеркнул М.Ю. Головнин.

Ученый добавил, что в последнее время все больше внимания уделяется Монголии, поскольку экономические связи на Востоке во многом монополизированы Китаем, а значит, требуется диверсификация внешнеэкономических связей России с азиатскими странами.

Будут продолжены и исследования, связанные с изучением патерналистского государства: речь идет о государстве, формирующем системы ценностей, в том числе для экономики. В 2024 г. ученые ИЭ РАН сосредоточатся на гуманитарном секторе экономики: это наука, культура, образование и здравоохранение. Государство формирует определенные целевые установки и обеспечивает организацию этого сектора экономики. При этом зачастую возникает проблема бюрократии ― то, что называют бюрократическим, или управленческим, провалом. Ученым предстоит разработать механизмы преодоления этих трудностей. «В этой области мы начали применять новые инструменты: это большие опросы экономистов на базе данных Новой экономической ассоциации, объединяющей ведущие академические институты и вузы экономического профиля. Проводя опросы среди ученых, мы получаем интересные результаты».

Весной 2023 г. портал «Научная Россия» опубликовал интервью с М.Ю. Головниным «Цифровое будущее рубля». Мы говорили о запуске пилотного проекта Центробанка по внедрению цифрового рубля. ИЭ РАН уже несколько лет проводит семинар, посвященный цифровым финансам. Сегодня особое внимание уделяется цифровым валютам центральных банков различных стран, а в следующем году акцент в обсуждениях будет сделан на трансграничных операциях и международных расчетах в цифровой валюте.

«Внедрение цифровых валют центральных банков позволит выстроить в том числе системы международных расчетов, независимые от монополизированных систем, например SWIFT. Сейчас эта тема пользуется особой популярностью, например в части создания новых систем расчетов в рамках БРИКС. Поиск альтернативных систем расчетов ― это одна из поставленных задач при председательстве России в БРИКС в 2024 г.», ― рассказал М.Ю. Головнин.

В следующем году команда портала «Научная Россия» продолжит освещать самые интересные и значимые достижения отечественной науки. Оставайтесь с нами!

Источник иллюстрации на главной странице: ienjoyeverytime / ru.123rf.com