Текст уведомления здесь

Наука без «Науки» на МКС

Виталий Егоров — о космической науке

31 марта в «Роскосмосе» прошло совещание с обсуждением проекта Стратегии на 2035 год. В числе обсуждаемых вопросов была целесообразность пилотируемых полетов в космос. В обсуждении не раз всплывало упоминание российского модуля МЛМ «Наука», который должен полететь и пристыковаться к станции через несколько лет. Следом же пришла новость, что пуск «Науки» снова откладывается на неопределенный срок из-за технических проблем.
Добавить в закладки
Комментарии

Пока все обсуждали «Науку», я задумался над вопросами:

  • Как поживает наука на МКС сегодня?
  • Чем занимаются космонавты и астронавты всех стран-участников?
  • В каких направлениях идут исследования и каковы результаты?

Ранее я уже рассказывал о медицинских экспериментах на МКС, которые проводят специалисты Института медико-биологических проблем. Зная об их деятельности, мне казалось, что медицина и биология являются приоритетными направлениями исследований в космосе. Оказалось, ошибался.

Найти ответы на вопросы мне помог красноярский ученый и популяризатор науки биолог Егор Задереев. При помощи портала Web of Science он проанализировал данные по научным публикациям в мире, в которых упоминается Международная космическая станция. Получились довольно интересные результаты, которые помогают лучше понять направления и суть научной работы в космосе.

Для сравнения: Российская академия наук с 1998 по 2017 год (за время существования МКС) по всем направлениям своей деятельности подготовила 324 695 публикаций. В то же время Институт космических исследований РАН, занимающийся изучением Луны и планет, опубликовал 1915 работ.

Большой адронный коллайдер за все время своей работы породил 30 107 публикаций. Стоимость БАК — около 10 млрд долларов США, и он обошелся странам участникам в 10 раз дешевле МКС (около 100 млрд долларов без стоимости полетов Space Shuttle).

Индекс Хирша нобелевского лауреата Андрея Гейма — 92 (это не значит, что он опубликовал больше статей, чем МКС, а то, что на его статьи чаще ссылаются).

Цитируемость станции растет:

Цитируемость публикаций с упоминанием МКС по данным Web of Science на 06.04.2017
Цитируемость публикаций с упоминанием МКС по данным Web of Science на 06.04.2017

Можно говорить о возрастающем с каждым годом научном значении работы МКС для мировой науки.

График количества публикаций по годам отражает различные этапы разработки и эксплуатации станции.

Количество публикаций с упоминанием МКС по данным Web of Science на 06.04.2017

Количество публикаций с упоминанием МКС по данным Web of Science на 06.04.2017

После 2003 года виден спад активности, вероятно, вследствие катастрофы шаттла Columbia, которая привела к приостановке полетов челноков на два с половиной года. Еще большее проседание графика наблюдается в годы активного строительства станции. Любопытен скачок 2015—2016 года. К сожалению, я не могу назвать его причину. Можно лишь предположить, что это результат начала эксплуатации грузовых кораблей NASA по программе COTS. Российские «Прогрессы» выполняют международные обязательства по снабжению станции топливом и водой, а американские грузовики Dragon и Cygnus могут возить больше оборудования для экспериментов.

Как видим, на первом месте инженерные разработки, фундаментальные и прикладные исследования. Медицина и биология появляются только во втором десятке!

Любопытно, что среди фундаментальных, прикладных и инженерных направлений можно встретить и гуманитарные исследования по философии, политологии, социологии, юриспруденции.

Распределение научных работ по странам выглядит удручающе, положение России на пятом месте совершенно не соответствует степени включенности «Роскосмоса» в работу на станции. Достаточно сравнить состав долговременных экипажей МКС: из 145 человек 68 — россияне, 58 — американцы.

Не секрет, что из всех российских космонавтов, работавших на МКС, лишь один был ученым — Сергей Рязанский. Остальные — инженеры или пилоты. Мне приходилось слышать ироничные комментарии, что для российских ученых самое главное препятствие на пути в космос — медицинские требования и спортивные нормативы. Хотя если к сравнению добавить бюджеты участия стран в проекте, становятся понятны более объективные причины слабой научной активности россиян.

Теперь взглянем на список организаций-соавторов по научным организациям:

В первой сотне кроме РАН можно найти еще МГУ, МИФИ, Институт высоких температур РАН, даже Минздрав, но это все.

Десятка самых цитируемых публикаций отражает основные направления исследований и экспериментов на станции: фундаментальные науки, астрофизика, инженерное дело, медицина и биология.

  1. First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5−350 GeV (Physical Review Letters)
  2. Cortical and trabecular bone mineral loss from the spine and hip in long-duration spaceflight (Journal of Bone and Mineral Research)
  3. The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the International Space Station: Part I (Physics Reports)
  4. The MAXI Mission on the ISS: Science and Instruments for Monitoring All-Sky X-Ray Images (PASJ)
  5. Space radiation dosimetry in low-Earth orbit and beyond (Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. В)
  6. Hydrogen the fuel for 21st century (International Journal of Hydrogen Energy)
  7. Mechanisms of the early phases of plant gravitropism (Critical Reviews in Plant Sciences)
  8. Complex plasmas: a laboratory for strong correlations (Reports on Progress in Physics)
  9. PKE-Nefedov: plasma crystal experiments on the International Space Station (New Journal of Physics)
  10. Spacecraft trajectory planning with avoidance constraints using mixed-integer linear programming (Journal of Guidance, Control, and Dynamics)

На девятом месте стоит российская публикация о любопытном эксперименте изучения поведения пылевых частиц в плазме при микрогравитации. Эффекты, наблюдаемые в «плазменном кристалле», до сих пор не получили своего объяснения, несмотря на многолетние исследования.

В целом результаты нашего обзора показывают, что российским ученым еще есть к чему стремиться. Пока сложно предсказывать, насколько показатели улучшатся, когда (и если) полетит «Наука». На том же «стратегическом» совещании упоминали проблемы с многочисленными нормативными препонами, которые требуется преодолеть ученым и коммерческим заказчикам, чтобы провести эксперимент на российском сегменте МКС. Возможно, упрощение доступа улучшит показатели цитируемости, а пока можно лишь успокаивать себя сомнительной надеждой, что российские исследования попросту не доходят до публикации в англоязычных научных журналах, а самих исследований не меньше, чем у иностранных партнеров.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Все оси вращения полета

Новая книга о братьях Райт заставляет задуматься об истоках таланта

История двух братьев, построивших первый в мире летающий самолет, — это история невероятного упорства и таланта, которые почти неизбежно конвертируются в успех.
Добавить в закладки
Комментарии

Почти полвека назад, 20 июля 1969 года, Нил Армстронг, американец, выросший в Западном Огайо (откуда родом знаменитые братья Райт, создатели самолета), ступил на лунную поверхность. При себе он имел маленький кусочек парусины с крыла «Флайера» 1903 года, взятый в память о братьях Райт. На днях издательство «Альпина нон-фикшн» выпустило в продажу книгу «Братья Райт. Люди, которые научили мир летать». История двух братьев, построивших первый в мире летающий самолет, — это история невероятного упорства и таланта, которые почти неизбежно конвертируются в успех. Вместо того чтобы писать о самолете, автор книги Дэвид Маккалоу написал захватывающую историю о людях, умеющих быть первопроходцами.

Давайте попробуем вспомнить, что было всего сто лет назад. В начале XX века правительства многих стран (вначале в Европе, а потом, спустя несколько лет, и в Штатах) начали финансировать исследования по созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха. Над этими проектами работали многие очень известные в то время ученые, инженеры и естествоиспытатели. Но поразительным образом первый в мире настоящий самолет, не робкий планер, а самолет с двигателем, способный долгое время находиться в воздухе, свободно изменяющий направление и траекторию полета, поднимающий пилота и пассажира, разработали и построили два владельца скромной велосипедной мастерской из небольшого американского города — Уилбур и Орвелл Райт.

Дату 30 мая 1899 года всем любителям воздухоплавания стоит запомнить особо. В этот день Уилбур Райт написал письмо в Смитсоновский институт в Вашингтоне, и я приведу здесь наиболее важные выдержки из него:

Я интересуюсь проблемой полетов еще с тех пор, как ребенком построил несколько планеров разных размеров по образу и подобию аппаратов Кейли и Пено, — начал он. — Мои наблюдения с тех пор лишь убедили меня в том, что полет человека возможен и реален… Я намерен начать систематически изучать предмет в качестве подготовки к практической работе, которой надеюсь уделить время, остающееся от моих основных занятий. Я хотел бы получить работы по этой тематике, опубликованные Смитсоновским институтом, а также, если возможно, список других напечатанных работ на английском языке.

[ ... ]
Читать полностью

Физтех. Читалка. Наука в полете

На каком языке программируют электронику самолета? Какие новые материалы применяются в самолетостроении? И какие задачи встали перед авиацией в связи с переходом на беспилотники? А также об авиации в России рассказывает Евгений Лебедев из МФТИ.
Добавить в закладки
Комментарии
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Сверху виднее

Что можно увидеть из космоса, если заставить искусственный интеллект анализировать спутниковые снимки

Сколько нефти припас на черный день Китай, какова будет выручка крупного супермаркета и где в Африке живут самые бедные бедняки — ответы на такие вопросы сегодня ищут не только при помощи опросов и осмотров на месте, но и при помощи космических снимков, ведь если соединить их с технологиями машинного зрения и искусственного интеллекта, о нашем мире можно узнать много нового.
Добавить в закладки
Комментарии

«Основным алгоритмом, под которым большинство людей понимает „искусственный интеллект“, на сегодняшний день являются нейронные сети. Чтобы обучить такую сеть, нужен большой объем данных. Например, чтобы научить ее распознавать объекты на снимках, нужно взять много снимков и вручную разметить, где что. До сих пор данных было мало, но последние три-четыре года космические спутники стали сильно дешеветь. Это позволило за сравнительно небольшие деньги запускать много аппаратов, которые получают большой объем снимков», — рассказал «Чердаку» Валерий Комиссаров, проектный менеджер космического кластера «Сколково».

Лагерь сирийских беженцев в Иордании. Фото: DigitalGlobe, Inc.
Лагерь сирийских беженцев в Иордании. Фото: DigitalGlobe, Inc.

Один из примеров применения этих технологий — подсчет машин на парковках крупных магазинов в Америке. «Мы учим нейронную сеть распознавать на снимках определенные объекты, например автомобили. Индикатором какого процесса эти автомобили могут быть? Например, американская компания Orbital Insight подсчитывает количество автомобилей на парковке крупного супермаркета, сравнивает это количество с выручкой и находит зависимость. Это позволяет прогнозировать по количеству автомобилей выручку до того, как выйдет финансовый отчет», — объяснил Комиссаров. [ ... ]

Читать полностью