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

Гранит науки для народа

Как получить доступ к научным статьям

Публикация научной статьи — одно из главных событий в научном процессе. С публикацией открытие выходит в мир — его обсуждают и критикуют коллеги, пиарщики пишут пресс-релизы, а СМИ — новости: ученые, мол, доказали. Так открытие в конце концов доходит до широкой публики. К сожалению, исходная публикация для этой самой публики обычно не предназначена: если вы не сидите в институте, у которого есть подписка на журнал, или в крупной библиотеке типа Ленинки, доступ к статье часто будет платным.
Добавить в закладки
Комментарии

Против лома нет приема

Самый популярный способ обойти эту проблему глубоко нелегален и широко распространен. Он называется Sci-Hub. С одной стороны, это простой инструмент для доступа к научным публикациям: в строку поиска нужно вставить адрес статьи, ее название или DOI, и сайт выдаст нужную статью в формате .pdf. В базе данных Sci-Hub более 60 миллионов научных статей, а если какой-то из них там нет, программа автоматически обходит закрытый доступ и достает публикацию. Логины и пароли для обхода ограничений проекту нередко отдают сами ученые, убежденные в необходимости свободного распространения знаний. И это — другая сторона Sci-Hub, который любят, ненавидят и используют по всему миру. Создательница проекта Александра Элбакян считает, что доступ к знаниям должен быть свободным. Крупные издательства, такие как Elsevier, считают, что Александра должна быть арестована, а сайт закрыт. Впрочем, пока что борьба с Sci-Hub не увенчалась успехом.

Более ранний проект, на который изначально опирался Sci-Hub, — Library Genesis. Он не так хорошо работает с научными статьями, зато там можно искать и скачивать книги.

Пример работы с интерфейсом Sci-Hub

Пример работы с интерфейсом Sci-Hub

[ ... ]
Читать полностью

Лауреат «Глобальной энергии — 2017»: работа в моей области только начинается

Интервью с Михаэлем Гретцелем о его разработках

Международную энергетическую премию «Глобальная энергия» в 2017 году получил 72-летний швейцарский ученый Михаэль Гретцель, один из самых цитируемых химиков мира и изобретатель «ячеек Гретцеля», перспективных фотоэлементов, имитирующих фотосинтез. Гретцель рассказал «Чердаку», как научное любопытство привело к появлению нового рынка инновационной фотовольтаики и на что он планирует попросить денег у Билла Гейтса.
Добавить в закладки
Комментарии

 — Расскажите о том, как начинались ваши разработки в 1990-х годах, — чего вы пытались добиться?

— Мы хотели имитировать происходящее при фотосинтезе, одной из ключевых реакций для всего живого. Нам было интересно, удастся ли это воспроизвести. В 1980-е мы изучали коллоидные растворы полупроводниковых оксидов и выяснили, что частицы в них можно сделать очень чувствительными к свету. Эти фундаментальные исследования стали для нас прикладными, когда мы обнаружили, что эту идею сенсибилизации, повышения чувствительности, можно использовать, чтобы эффективно конвертировать фотоны видимого света в электроэнергию. Раньше ни о чем подобном никто не слышал. Этот прорыв мы описали в статье в Nature в 1991 году — это исследование процитировали почти 18 тысяч раз, оно входит в сотню самых цитируемых научных работ в истории. Это было фундаментальное открытие, но мы поняли, что устройства, которые мы создали, можно использовать в энергетике. Мы получили патент, вскоре к нам присоединились другие ученые, и сейчас в этой области уже тысячи патентов у самых разных людей.

Одно из применений нашей технологии — в гибких и легких фотоэлементах для портативной электроники: например, вы хотите зарядить свой мобильный телефон с помощью фотоэлемента на вашем рюкзаке или ваша электронная книга постоянно заряжается от собственной обложки. Другая область применения — в фотовольтаике, интегрированной в здания: на основе ячеек мы можем делать цветное стекло — получаются эстетичные и эффективные конструкции. Рынку такие технологии очень нравятся, компании, которые начали производить такую продукцию, уже получили заказы на несколько лет вперед (в 2013 году конференц-центр Федеральной политехнической школы Лозанны, где работает ученый, стал первым в мире зданием с цветным фасадом на основе ячеек Гретцеля — прим. «Чердака»).

Фасад конференц-центра Федеральной политехнической школы Лозанны. Фото: SwissTech Convention Center / Wikimedia Commons
Фасад конференц-центра Федеральной политехнической школы Лозанны. Фото: SwissTech Convention Center / Wikimedia Commons

[ ... ]
Читать полностью

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