Российские учёные подвели итоги научной работы по направлению «Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика» Национального центра физики и математики (НЦФМ). Заседание Научно-технического совета прошло в Институте космических исследований (ИКИ) РАН.

Учёные из ИКИ РАН, Института прикладной физики (ИПФ) РАН, Объединенного института высоких температур РАН, Института лазерной физики СО РАН и других научных организаций научной кооперации НЦФМ представили 16 докладов о научных результатах, достигнутых в 2022 году при поддержке Госкорпорации «Росатом». На 2023 год исследователи запланировали создание двух новых лабораторий на базе НЦФМ: для моделирования плазменно-пылевой экзосферы безатмосферных тел Солнечной системы и моделирования влияния возмущений физических полей и химического состава атмосферы на процессы фотосинтеза.

Научный руководитель ИКИ РАН, академик РАН, председатель и научный руководитель секции НТС НЦФМ «Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика» Лев Зеленый, приветствуя участников встречи, отметил: «Сегодня мы рассмотрим семь поднаправлений нашей секции, коллеги представят доклады о результатах своей работы, и мы обсудим научные задачи на 2023-2025 годы. Ещё более масштабная встреча состоится в конце января-начале февраля в Сарове, где у нас будет больше времени для представления всех докладов и дискуссий», – уточнил академик Зелёный. – Учитывая очевидный приоритет лунной тематики (в 2023 планируется долгожданный полёт на Луну российской автоматической станции «Луна-25»), предлагаю сконцентрировать усилия в ближайшие годы на создании установки для пылевой плазмы и лаборатории для моделирования влияния разных факторов на фотосинтез».

Заместитель научного руководителя НЦФМ – главный учёный секретарь НЦФМ, академик РАН Дмитрий Бисикало сообщил: «На реализацию научной программы НЦФМ в 2023-2025 годах выделены средства из федерального бюджета. Сегодня важно обсудить, какие лаборатории развернутся на базе НЦФМ в Сарове, чтобы чётко понимать, как эффективно использовать бюджет для создания научной инфраструктуры и проведения исследований».

Коллектив из 15-ти молодых исследователей из ИКИ РАН и ИРФ РАН планирует в следующем году провести «быстрый старт» лаборатории для моделирования плазменно-пылевой динамики безатмосферных тел на базе НЦФМ. В помещении размером около 80-200 квадратных метров собираются разместить установку по изучению пылевой плазмы при низких давлениях. Она позволит моделировать, к примеру, влияние частиц лунной пыли на работу элементов и систем космических аппаратов, на функционирование костюмов астронавтов, солнечных батарей, оптики. С этими знаниями учёные смогут разработать методы защиты от подобной пыли на Луне и в атмосфере Марса.

«Как биолог на нашем совещании я выгляжу несколько инородно. Расскажу, как мы присоединились к работам в рамках НЦФМ. Наши исследователи внесли вклад в изучение механизмов генерации и распространения электрических сигналов у растений. Мы развиваем методы фенотипирования, можем дать информацию не только о структуре объекта, но и об активности процессов, которые протекают внутри растений. Речь идёт в первую очередь об активности фотосинтеза», – рассказал старший научный сотрудник ИПФ РАН (Нижний Новгород), заведующий кафедрой биофизики ННГУ Владимир Воденеев.

Учёные из Нижнего Новгорода планируют анализировать влияние гео- и астрофизических факторов на развитие растений в ещё одной будущей лаборатории НЦФМ. «Лаборатория, которую мы планируем создать, будет состоять из нескольких модулей, и в её основе будет установка для моделирования различных условий: света, температуры, давления, влажности почвы и воздуха, ионизирующего излучения и магнитных полей, гравитации и химического состава среды», – уточнила Марина Гринберг, младший научный сотрудник ННГУ. Эти фундаментальные знания позволят составить рекомендации для усовершенствования экосистем космических станций, где в будущем смогут жить люди и выращивать для себя пищу.

Другая группа исследователей из НИЦ «Курчатовский институт», ФИ РАН и МФТИ планирует создать на базе НЦФМ лабораторию для моделирования астрофизических струйных выбросов на сильноточных установках типа «плазменный фокус». Плазмофокусная установка позволит изучать радиационные эффекты, взаимодействие плазменного потока с фоновой средой и другие направления физики плазмы. Учёные разработали блок-схему установки, описали её основные функциональные узлы и условия, необходимые для её создания.

В 2022 году специалисты научной кооперации НЦФМ не только создали проекты передовых лабораторий Национального центра, но и провели исследования на экспериментальной базе своих институтов. Например, учёные из ИПФ РАН моделировали динамику импульсных плазменных процессов на крупномасштабном комплексе уникальных установок «Крот», который позволяет воспроизводить явления, словно в ионизированных оболочках Земли и в космической плазме.

В заключение работы секции НТС НЦФМ «Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика» исследователи наметили планы работы на будущий год. Учёные утвердили, какие лаборатории начнут создавать в 2023 году на базе Национального центра: лабораторное моделирование плазменно-пылевой экзосферы безатмосферных тел Солнечной системы и лабораторное моделирование влияния возмущений физических полей и химического состава атмосферы на процессы фотосинтеза.

Для справки.

НЦФМ создаётся по поручению Президента России в Сарове Нижегородской области. Национальный центр основан на экспериментальной и расчётной базе Российского федерального ядерного центра – ВНИИЭФ. Научную кооперацию НЦФМ составляют более 50 научных институтов, научно-исследовательских вузов и наукоёмких компаний. На территории Национального центра будет сооружен комплекс из научно-исследовательских корпусов, передовых лабораторий и установок класса «миди-сайенс» и «мега-сайенс». Образовательной частью НЦФМ стал филиал МГУ «МГУ Саров», где сегодня учатся больше сотни магистрантов и аспирантов.

Научная программа НЦФМ включает следующие направления: физика частиц и космология; исследования архитектуры суперкомпьютеров; математическое моделирование на супер-ЭВМ экса- и зеттафлопсной производительности; газодинамика и физика взрыва; физика высоких плотностей энергии; ядерная и радиационная физика, исследования в сильных и сверхсильных магнитных полях; физика изотопов водорода; искусственный интеллект и большие данные в технических, промышленных, природных и социальных системах; экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика.

Учредителями Национального центра выступают Госкорпорация «Росатом», РАН, Министерство науки и высшего образования России, МГУ, НИЦ «Курчатовский институт», ОИЯИ и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Основные цели Национального центра – получение новых научных результатов мирового уровня, подготовка учёных высшей квалификации, воспитание новых научно-технологических лидеров, укрепление кадрового потенциала предприятий Госкорпорации «Росатом» и ключевых научных организаций России, повышение привлекательности российской науки для молодых учёных.

Правительство РФ ставит перед российским научным сообществом цель в кратчайшие сроки обеспечить технологическую независимость и переход промышленности на новейшие технологии. Государство и крупные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной научно-исследовательской базы, создание необходимой инфраструктуры. Росатом и его предприятия принимают активное участие в этой работе.