Глава Минобрнауки доложил президенту РФ о мегасайенс-установках

9 июня в Кремле президент РФ Владимир Путин и министр науки и высшего образования Валерий Фальков обсудили развитие передовой исследовательской инфраструктуры, которая сегодня создается в России. В центре внимания оказался «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) — установка класса мегасайенс, первые эксперименты на которой стартуют уже осенью 2026 года. О встрече министра и президента, СКИФе и других мегасайенс-проектах Минобрнауки — в материале «Ъ-Науки».

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Самый мощный синхротрон в поколении

В ходе встречи в Кремле Валерий Фальков сообщил российскому лидеру, что уже этим осенью стартуют первые эксперименты в Центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦПК СКИФ), который строится в наукограде Кольцово под Новосибирском. Это мощнейший синхротрон поколения 4+, научная установка такого масштаба проектируется и строится в постсоветской России впервые.

«В мире небольшое количество стран могут позволить себе создание таких установок, поскольку это сложное дело во всех отношениях. Это вопрос даже не денег. Главное — это наличие научного потенциала, соответствующих научных школ и кооперации между научными коллективами и промышленными предприятиями»,— сказал Валерий Фальков.

Владимир Путин припомнил, что идея создания СКИФа была поддержана им еще в 2018 году. Глава Минобрнауки доложил: несмотря на отказ зарубежных партнеров из Англии, Германии, Японии и Швейцарии от ранее заключенных контрактов, российские специалисты сумели самостоятельно создать около 30 позиций критически важного оборудования, включая источники питания для электромагнитов, насосы для сверхвакуумных систем и клистроны — мощные генераторы, которые раньше выпускали только три страны в мире. Теперь к ним присоединилась и Россия.

«СКИФ — это результат колоссальной работы в первую очередь научного сообщества, тех, кто его проектировал и строил,— сказал глава Минобрнауки.— Я хотел бы особо отметить сегодня коллективы Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (вы встречались с директором в 2018 году), Института катализа им. Г. К. Борескова и, конечно, Курчатовского института, который является головной научной организацией по всей большой программе синхротронных и нейтронных исследований. А научную программу СКИФа, которую мы готовили со всеми названными институтами, мы обсуждали и утверждали совместно с коллегами из Академии наук».

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

СКИФ представляет собой 34 сооружения общей площадью 86,6 тыс. кв. м на площади 30 га. Синхротрон поколения 4+ — универсальный исследовательский инструмент, подобный микроскопу. Он вырабатывает особое излучение, которое позволяет заглянуть внутрь любого объекта на атомном уровне, как живого, так и не живого, не разрушая его. В конечном счете исследования на СКИФе позволят увеличить скорость создания новых лекарств, новых материалов и новых технологий.

Отнесение установки к поколению 4+ означает, что СКИФ обладает самыми передовыми характеристиками в мире. При мощности 3 ГэВ установка обеспечивает получение сверхмалого диаметра свечения, равного 72 пикаметра на радиан (чем меньше диаметр свечения, тем лучше). Так, например, в Бразилии, на установке с аналогичной мощностью, запущенной в 2020 году, имеется диаметр свечения 250 пикаметров, что заметно слабее. Уникальные параметры СКИФа позволят получать наиболее точные результаты и проводить более сложные научные исследования.

Особое внимание на встрече уделили срокам. СКИФ создан за шесть лет с момента начала проектирования — с небольшим опережением по сравнению с аналогичными проектами за рубежом. Строительно-монтажная готовность синхротрона достигла 99,7%, накопительное кольцо смонтировано полностью. Сейчас на установке завершаются пусконаладочные работы.

Научная работа на СКИФе откроется осенью 2026 года исследованиями структуры катализаторов на основе титана на станции «Базовые методы синхротронной диагностики». Такие катализаторы необходимы для создания сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Данные, полученные в ЦКП «СКИФ», помогут оптимизировать технологию производства этого материала, улучшить его свойства. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен в том числе используется для создания вкладышей для искусственных суставов и износостойких компонентов медицинского оборудования. Уже сейчас на установке работают около 300 человек, из которых 120 — научные работники. Всего же после запуска СКИФ рассчитан на 617 сотрудников и 200 исследовательских мест.

Напомним, в декабре 2025 года Владимир Путин получил приглашение посетить запланированную на осень 2026 года церемонию запуска СКИФа в промышленную эксплуатацию. Планы главы государства этим приглашением воспользоваться пока не подтверждены.

Национальный гелиограф

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

При этом в настоящий момент Минобрнауки России ведет работу над несколькими другими уникальными исследовательскими установками класса мегасайенс, в том числе в Сибири и на Дальнем Востоке.

Один из таких проектов — Национальный гелиогеофизический комплекс РАН, сеть из семи уникальных научных инструментов для изучения солнечной и геомагнитной активности, создаваемая в Бурятии и Иркутской области с 2013 года. Создание комплекса ведется в два этапа. Первый полностью завершен, он включал создание и запуск в эксплуатацию радиогелиографа и комплекса оптических инструментов в Бурятии. Второй этап реализуется с 2023 года, в ходе него должны быть построены солнечный телескоп-коронограф в Бурятии, а также четыре установки в Иркутской области: лидар, нагревный стенд, центр управления и система радаров. Первый уже строится, завершение работ запланировано на 2032 год, а по остальным четырем получены положительные заключения на проектную документацию.

Задача Национального гелиогеофизического комплекса — исследование солнечно-земных связей с целью создания методов прогноза солнечной и геомагнитной активности. Это важно для выявления механизмов влияния космической погоды на Землю и околоземное космическое пространство. Дело в том, что околоземное космическое пространство практически включено в сферу непосредственной человеческой деятельности. В нем работает большое количество космических аппаратов различного назначения, с помощью которых не только ведутся научные исследования, но и решаются различные задачи прикладного характера, в том числе и в интересах государственной безопасности.

Надежность и эффективность работы космических аппаратов определяется не только использованием новейших технологий, а также и состоянием окружающей аппараты среды. Он подчеркнул, что критически важно обладать полной информацией о процессах, протекающих в околоземном космическом пространстве, иметь возможность отличать процессы естественного характера от процессов, вызванных искусственными воздействиями.

Создание Национального гелиогеофизического комплекса направлено на получение фундаментальных знаний и решение прикладных задач в интересах развития экономики и обеспечения безопасности страны, включая изучение состояния гелиогеофизической среды для обеспечения устойчивой работы наземной инфраструктуры, формирования условий упреждающих мероприятий по предотвращению техногенных и природных катастроф, повышения эффективности функционирования информационных средств обороны.

Крупнейший детектор нейтрино Северного полушария

Еще одна мегасайенс-установка, которую реализует Минобрнауки,— Байкальский нейтринный телескоп Baikal-GVD, это размещенный в толще вод озера Байкал крупнейший нейтринный телескоп в Северном полушарии. Этот комплекс заработал в марте 2021 года и с тех пор постоянно расширяется.

Установка предназначена для решения широкого круга задач астрофизики, космологии и физики элементарных частиц: поиск локальных нейтринных источников, исследование диффузного потока нейтрино, поиск проявлений темной материи, поиск магнитных монополей и других гипотетических частиц. Речь идет об изучении процессов с огромным выделением энергии, значительно превосходящие энергии Большого адронного коллайдера в ЦЕРН.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Предметом изучения на ней станут эволюция галактик, формирование сверхмассивных черных дыр, механизмы ускорения частиц.

В последние три года совместно с китайскими коллегами из Института физики высоких энергий члены коллаборации Baikal-GVD отлаживают новые элементы установки с оптическими модулями, содержащими фотоэлектронные умножители большой площади,— прототипами будущего подводного нейтринного телескопа Baikal-HUNT, предлагаемого к реализации в коллаборации России, ОИЯИ, Китая, Японии, ЮАР и других стран.

Нейтринный детектор расположен в 3,6 км от берега и на глубине около 1,3 км: чистейшая вода на таких расстояниях и глубинах позволяет достичь рекордных параметров по сравнению с конкурентами.

Все глубоководное оборудование разработано ОИЯИ и научными центрами России. В ОИЯИ создана линия по сборке глубоководных оптических модулей, позволяющая производить до 700 модулей в год.

До 2028 года планируется довести эффективный объем нейтринного детектора до 1 куб. км.

Сама глубоководная установка состоит из системы глубоководных станций, которые представляют собой вертикальные «гирлянды» — стальные тросы, прикрепленные ко дну озера якорями, а у поверхности, на глубине 20 м, удерживаемые системой поплавков. К каждому тросу, на расстоянии 15 м друг от друга по вертикали, подвешены 36 оптических модулей, которые дополняют электронные модули (для электропитания, сбора данных, калибровки, синхронизации и управления телескопом) и гидроакустические модули (модемы, обеспечивающие точное позиционирование оптических модулей в водной среде).

Станции («гирлянды») объединены в кластеры. Каждый соединен опто-электрическим кабелем с Береговым центром. Уникальные свойства байкальской воды обеспечивают рекордную точность определения направления прихода нейтрино, которая в четыре раза превышает точность, достигнутую в эксперименте IceCube на Южном полюсе.