Фокус программы развития научной инфраструктуры сместился на исследователей

Обсерватория «Светлое», входящая в комплекс «Квазар-КВО» ИПА РАН, – единственная в России постоянно действующая сеть обсерваторий, на которых сосредоточены все средства космической геодезии. Фото с сайта www.iaaras.ru

Получение грантов в форме субсидий из федерального бюджета на реализацию мероприятий, направленных на обновление приборной базы ведущих организаций, выполняющих научные исследования и разработки, стало возможным с 2019 года. Происходит это в рамках федерального проекта «Развитие инфраструктуры для научных исследований и подготовки кадров» национального проекта «Наука и университеты». Заявку на участие в отборе подает ведущая организация. В результате коллективы получают научно-лабораторные приборы и (или) оборудование либо неразрывно связанный комплекс научно-лабораторных приборов и оборудования.

В 2019–2020 годах были предоставлены гранты в форме субсидий 248 ведущим организациям на общую сумму 17,6 млрд руб. Размеры субсидий определялись исходя из общей стоимости приборной базы, находящейся на балансе организации. В 2019 году в отборе заявок на получение гранта приняли участие ведущие организации академического сектора науки. И получателями грантов на общую сумму 4,4 млрд руб. стали 111 ведущих организаций, подведомственных Министерству науки и высшего образования РФ, из 17 субъектов Российской Федерации.

В 2020 году Министерство науки и высшего образования РФ провело еще два отбора, в которых приняли участие научные организации и образовательные организации высшего образования, в том числе ведущие классические университеты – Санкт-Петербургский государственный университет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Также получателями грантов на общую сумму 13,2 млрд руб. стали 229 ведущих организаций, подведомственных правительству Российской Федерации и федеральным органам исполнительной власти, из 42 субъектов РФ.

С 2021 года мероприятия по обновлению приборной базы ведущих организаций в рамках национального проекта «Наука и университеты» продолжились. К участию в отборе с 2021 года допускали организации, соответствующие совокупности критериев. Заявки на конкурс принимались с 10 по 29 июня. Вместе с заявкой на грант организация-претендент должна была представить программу обновления приборной базы, обоснование цен планируемого к закупке оборудования.

«Ранее система поддержки обновления приборной базы научных организаций основывалась на полной учетной стоимости уже действующего оборудования, что по большому счету сокращало перечень участников отбора, претендующих на получение гранта, а также не позволяло организациям с низкой балансовой стоимостью оборудования модернизировать парк научного оборудования. В 2021 году система работает по-новому, и размер гранта на обновление приборной базы определяется исходя из совокупности параметров, которые сместили фокус на поддержку исследователя. Ключевыми критериями, помимо объема приборной базы, стали научная результативность организации, техновооруженность, фондоотдача и численность исследователей», – отметил заместитель министра науки и высшего образования РФ Алексей Медведев.

По результатам отбора 199 ведущих организаций в 37 субъектах РФ, подведомственных правительству РФ и восьми федеральным органам исполнительной власти, стали получателями средств грантов на общую сумму 8 млрд руб.

Суммы выделяемых грантов существенно и даже кратно отличаются: в одном случае это 8–10 млн, в других – 90–100 и даже 185 млн руб. Наиболее крупные гранты ушли к известным научным и научно-образовательным организациям. В их числе – Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Физический институт им. П.Н. Лебедева, Институт прикладной физики (все три – академические исследовательские учреждения), а также МГУ им. М.В. Ломоносова и НИЦ «Курчатовский институт».

А кто еще получил гранты? И что происходит в этих организациях?

Разглядывая галактику

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН) – основной грантополучатель. ИПА РАН – один из крупнейших астрономических институтов мира, ведущий исследования в области новых методов астрометрии и геодинамики, эфемеридной астрономии, классической и релятивистской небесной механики, радиоастрономии и радиоинтерферометрии, космической геодезии и фундаментального координатно-временного и навигационного обеспечения.

Комплекс «Квазар-КВО» ИПА РАН – единственная в России постоянно действующая сеть обсерваторий, на которых сосредоточены все средства космической геодезии: радиотелескопы диаметром 32 и 13 м для радиоинтерферометрических наблюдений, ГЛОНАСС/GPS-приемники, квантово-оптические системы лазерной локации космических аппаратов (КА), допплеровская система DORIS.

Абсолютный баллистический гравиметр,  установленный в обсерватории «Светлое»,  позволяет калибровать и с высочайшей  точностью непрерывно контролировать  вариации гравитационного поля.   Фото пресс-службы ИПА РАН

При формировании облика каждой обсерватории используется принцип «колокации» наблюдательных средств, то есть размещение разнородных измерительных техник на ограниченной территории обсерватории. Совместное использование наблюдений различных инструментов на пунктах колокации имеет исключительно важное значение для устранения систематических ошибок и, следовательно, повышения точности определения различных физических параметров.

Поэтому важным моментом здесь выглядит та ситуация, что средства гранта, выделенного Министерством науки и высшего образования РФ в 2020 году, позволили расширить наблюдательные возможности комплекса «Квазар-КВО» путем внедрения принципиально нового типа измерений – гравиметрических измерений. В обсерватории «Светлое» комплекса «Квазар-КВО» появился закупленный на грант абсолютный баллистический гравиметр (АБГ) со среднеквадратической ошибкой определения ускорения свободного падения 4мкГал.

«Прибор сегодня введен в эксплуатацию. Исследуются характеристики АБГ и фундаментного основания, реакция на сейсмические шумы от почти непрерывно работающих в обсерватории крупных радиотелескопов. Поскольку этот проект не завершен и будет в дальнейшем развиваться, мы надеемся в ближайшее время получить средства на приобретение зарубежного прибора – уникального относительного криогенного гравиметра, его делает единственная фирма, находящаяся в США, – рассказывает Сергей Смоленцев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ИПА РАН, лауреат премии правительства Российской Федерации в области науки и техники. – Тогда с помощью АБГ мы сможем относительные измерения калибровать и с высочайшей точностью непрерывно контролировать вариации гравитационного поля».

Неуклонно растущие требования к точности наблюдений космической геодезии требуют существенного обновления и расширения приборной базы. В 2020 году, в частности, был запущен за счет полученного гранта процесс модернизации квантово-оптических систем с той целью, чтобы они обеспечивали непрерывные высокоточные светолокационные наблюдения за искусственными спутниками земли с целью решения задач космической геодезии.

Основной инструмент Специальной астрофизической обсерватории РАН – оптический телескоп БТА (Большой телескоп азимутальный) с диаметром главного зеркала 6 метров.  Фото РИА Новости

Обсерватории получили высокоточные измерительные приборы для тестирования действующего оборудования РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» и создания новых, более совершенных радиоастрономических устройств. И все это на гранты нацпроекта.

Таким образом, придание нового технологического облика обсерваториям, объединение методов космической геодезии и гравиметрических методов позволяет расширить круг задач, решаемых с помощью наблюдений комплекса «Квазар-КВО», особенно при стремлении к миллиметровой точности данных и результатов их обработки.

Если углубляться в детали, то, например, благодаря закупленному лазерному излучателю с длительностью импульса 30 пикосекунд (3,0 х 10–11 с) для переоснащения лазерного дальномера, по словам Сергея Смоленцева, в обсерватории «Светлое» в Ленинградской области по первому этапу модернизации ошибка измерения дальности уменьшилась в два раза. При этом уникальный лазерный излучатель (изготовитель ООО «ЛОС», Санкт-Петербург) работает в диапазоне внешних температур от +400 С до -400 С.

Звезды точность любят

Специальная астрофизическая обсерватория РАН (САО РАН), образованная в 1966 году, – еще один грантополучатель – является крупнейшим российским астрономическим центром наземных наблюдений за Вселенной.

Основные здания обсерватории (административные и технические службы, лабораторные корпуса, жилые дома, общежитие) – нижняя научная площадка – находятся в поселке Нижний Архыз Зеленчукского района Карачаево-Черкесской Республики. Верхняя научная площадка находится в 17 км от поселка, на склонах горы Пастухова на высоте 2100 м. Основные инструменты обсерватории – оптический телескоп БТА (Большой телескоп азимутальный) с диаметром главного зеркала 6 м и радиотелескоп РАТАН-600 (радиотелескоп Академии наук) с кольцевой многоэлементной антенной диаметром 600 м. В момент создания это были крупнейшие в мире астрономические инструменты.

Диаметр антенны самого крупного радиотелескопа в мире «РАТАН-600» – 600 метров. Инструмент введен в эксплуатацию 45 лет назад, поэтому возможность обновить приборную базу оказалась чрезвычайно актуальной.  Фото с сайта rat.sao.ru

В 1960 году советское правительство поставило ученым амбициозную задачу – разработать в трехлетний срок конструкцию 6-метрового телескопа. Группа ученых под руководством Баграта Иоаннисиани смогла завершить свои работы в указанный срок, впервые применив для телескопов с большими зеркалами альт-азимутальный тип монтировки. Мировая научная общественность отнеслась сначала к заявлению СССР о революции в телескопостроении с недоверием. Среди западных астрономов даже ходила такая шутка, что в России есть Царь-пушка, которая никогда не стреляла, Царь-колокол, который никогда не звонил, и теперь появится Царь-телескоп, который никогда не заработает. Однако последующее затем личное участие в наблюдениях иностранных коллег изменили сложившееся мнение. С тех пор все телескопы в мире с диаметром зеркала более 3 м строятся с альт-азимутальной монтировкой.

Сегодня и ранее телескопы имеют статус инструментов открытого коллективного пользования – научно обоснованную заявку на наблюдения можно подать из любой страны. Рассмотрением заявок и распределением времени наблюдений занимается программный комитет. БТА установлен на вершине горы Семиродники, отроге горы Пастухова, на высоте 2100 м над уровнем моря. Здесь же находятся два малых телескопа диаметром 1 и 0,6 м. РАТАН-600 сооружен в 20 км от БТА, на окраине станицы Зеленчукской, на высоте 970 м.

Что происходит в обсерватории сегодня и как повлияло новое оборудование на работу коллектива, рассказывает Юлия Сотникова, заместитель директора по научной работе: «В обсерватории функционирует самый крупный радиотелескоп в мире «РАТАН-600», где 600 обозначает диаметр антенны в метрах. Антенна состоит почти из 900 отдельных отражающих металлических элементов высотой 11 м каждый, расположенных по кругу, и нескольких вторичных зеркал внутри. Инструмент введен в эксплуатацию 45 лет назад, поэтому обновление приборной базы для нас своевременно и актуально. На протяжении многих лет бюджет обсерватории не предусматривал обновление научного оборудования. Но последние три года, начиная с 2019-го, мы являемся грантополучателями, и ситуация сдвинулась с мертвой точки. Как это затронуло нас? В настоящее время мы проводим замену электроприводного оборудования на элементах антенны. Мотор-редукторы, отработавшие 45 лет, меняются на современные, адаптированные под нашу механику. Такая замена позволяет повысить скорость установки антенны, точность ее позиционирования и надежность работы телескопа в целом. На большей скорости можно исследовать большее количество галактик и квазаров в сутки, отслеживать быстропеременные процессы в них. Точность позиционирования позволит наблюдать предельно слабые и далекие квазары – первые сверхмассивные черные дыры Вселенной, свет от которых шел к нам миллиарды лет. Изучая такие объекты массово, мы сможем понять, когда в них сформировался релятивистский джет (выброс), то есть они стали радиогромкими».

Анатолий Попович: «Поверхность играет ключевую роль в эксплуатационных характеристиках ряда деталей».  Фото с сайта www.pbstu.ru

Ее коллега, Азамат Валеев, заместитель директора по науке Специальной астрофизической обсерватории РАН, продолжил разговор о закупленном оборудовании. «Для одного из спектрографов, – рассказывает ученый, – был закуплен специальный антивибрационный стол, и установка его позволит стабилизировать оптику, расположенную на балконе телескопа. Стабилизация позволит проводить наблюдения с гораздо большей точностью. Также благодаря гранту у нас появилась возможность закупить узел спектрографа, который может быть установлен на антивибрационный стол и может автоматически и в удаленном режиме двигаться на этом столе, очень точно позиционироваться на нем.

Перед учеными стоит задача – четко исследовать скорости звезд, то есть насколько сильно сдвигаются линии в их спектрах. И изучение этих изменений (а они могут быть очень и очень незначительными) должно вестись на высококлассной технике. Зеркала лежат в основе коллимирующей оптики спектрографа.

В рамках оснащения нашего подразделения оптическим оборудованием был приобретен измеритель формы зеркал (сферометр), с помощью которого можно четко замерять их форму. Мы изготавливаем зеркала, и контроль их качества нам просто необходим. И теперь у нас есть прибор для высокоточного измерения поверхностей оптических деталей».

Также ученые напоминают, что только в 2019 году по результатам наблюдений на телескопах было опубликовано более 70 статей в рецензируемых научных журналах, индексируемых в самой престижной научно-библиографической базе Web of Science. Сейчас возможностей для исследований, а соответственно и публикаций, стало еще больше.

Когда поверхность играет ключевую роль

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) тоже вошел в число получивших грант конкурса.

Статус национального исследовательского университет получил в 2010 году. Это стало признанием его роли и возможностей как в области подготовки кадров, так и в мультидисциплинарных научных исследованиях и разработках. В рейтинге технических университетов России университет неизменно занимает ведущие позиции.

Пермский Политех обновил приборную базу на 113 миллионов рублей (11 миллионов составило софинансирование вуза). Фото со страницы Пермского Политеха в Facebook

«Поверхность играет ключевую роль в эксплуатационных характеристиках ряда деталей. Рентгеновский дифрактометр Rigaku позволил решить задачи послойного изучения структуры поверхностных слоев, в том числе высокоэнотропийных сплавов, – рассказывает Анатолий Попович, директор Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. – Одним из перспективных направлений аддитивных технологий является получение деталей с градиентной структурой. Данный дифрактометр дает возможность детального анализа структуры переходных слоев градиентных материалов. Одной из наукоемких задач является анализ катодных материалов для тонкопленочных аккумуляторных батарей. Использование Rigaku SmartLab в режиме как дифрактометра, так и рефлектометра позволяет описывать структуру, плотность, толщину и шероховатость слоев от нескольких сот до нескольких нанометров. Этот прибор уже используется в работах по мегагранту с госкорпорацией «Росатом». Благодаря ему удалось решить ряд сложных задач по определению фазового состава функционально-градиентных материалов с эффектом памяти формы. В планах для развития этого направления необходимо приобретение прибора по определению дефектов в материалах, полученных по технологии 3D-печати, – томограф».

Для Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций университетом был закуплен комплект модернизации установки вакуумного напыления. Это улучшит процесс создания новых наноструктурированных материалов с заранее задаваемыми физико-химическими параметрами, разработкой которых успешно занимаются ученые СПбПУ на протяжении последних лет. Один из проектов, успешно выполненных с помощью установки, – разработка технологии создания многослойных металлических наноструктур с прогнозируемыми теплофизическими параметрами. Разработанная технология позволила заменить серию реальных экспериментов компьютерной программой, которая самостоятельно рассчитывает, какой подобрать материал и режим его изготовления.

Российский хроматографический комплекс с интегрированным ик-спектрометром и потенциостатом с модулем для измерения импеданса закупили для научно-технологического комплекса «Новые технологии и материалы» Центра НТИ. Новый хроматографический комплекс позволит исследовать качество нефти и определять дефекты полимеров. Лаборатория долгие годы тесно сотрудничает с нефтегазовыми и нефтесервисными компаниями. Уже в ближайшее время планируются совместные проекты в области мониторинга состояния смазок, находящихся в эксплуатации, методом анализа трендов с помощью инфракрасной спектрометрии. Предполагается проведение качественного и количественного анализа веществ по СТО Газпром 2-2.4-134-2007, ASTM 2412, определения активных основ, применяемых в практике нефтедобычи реагентов и жидких поверхностно-активных веществ.

От биологии до геомеханики

Пермский национальный исследовательский политехнический университет – один из учредителей Ассоциации классических университетов России и Ассоциации ведущих университетов РФ. В марте этого года университет приобрел статус автономного учреждения.

Это повлекло за собой создание нового органа управления университетом – Наблюдательного совета, в который войдут несколько сотрудников учебного заведения, представители Минросимущества, гражданских институтов и индустриальных партнеров ПНИПУ. Наблюдательный совет будет принимать ключевые решения, касающиеся финансово-экономической деятельности вуза, рекомендовать учредителю кандидатуры на должность ректора, давать заключения по ряду вопросов.

Статус автономного учреждения дает большую самостоятельность в решении финансово-экономических вопросов, прежде всего при распоряжении имуществом, полученным за счет внебюджетных средств.

В 2020 году ПНИПУ приобрел новое высокотехнологичное оборудование на 268 млн руб. Обновление приборной базы прошло в рамках двух федеральных целевых программ, а также нацпроекта «Наука и университеты». Пермский Политех обновил приборную базу на 113 млн руб. (11 млн составило софинансирование вуза). Участие в программе позволило оснастить существующие подразделения и создать три новых: лабораторию по изучению биологических материалов (32 млн руб.), Центр прототипирования (44,3 млн руб.) и Fablab (3,5 млн руб.).

Так, университет приобрел высокоскоростную центрифугу, которая будет задействована в исследованиях трансформации соединений в процессе обмена веществ в организме. Это позволит оценить свойства потенциальных лекарственных препаратов, экотоксикантов, компонентов пищевых и косметических продуктов.

Для проведения геомеханических исследований на горно-нефтяном факультете Пермский Политех закупил программно-аппаратный комплекс оптоволоконной термометрии-шумометрии и акустического каротажа стоимостью 13,8 млн руб. Он нужен для проведения геомеханических исследований на горно-нефтяном факультете. Оборудование включает два наземных регистрирующих блока для термометрии и акустической шумометрии, оптоволоконный кабель с аксессуарами. В комплексе есть и ПО для обработки и интерпретации данных мультипольного акустического каротажа и распределенных оптоволоконных термо-акустических датчиков.

Такие комплексы активно внедряются в нефтяной отрасли США и Китая, но у оборудования нет аналогов в России. Комплекс поможет выявить работающие интервалы нефтяного разреза при оценке эффективности гидроразрыва пласта (ГРП), определить трещиноватость горных пород и контролировать развитие геомеханических процессов в пластах.

Использовать комплекс ученые планируют на скважинах компаний ЛУКОЙЛ и «Пермнефтегеофизика» (Росгеология). Интерес к совместным исследованиям проявил и Китайский нефтяной университет (Хуадун) (г. Циндао). Кроме того, установку будут использовать в учебном процессе студенты направления «Геофизические исследования скважин», в том числе совместно с Китайским нефтяным университетом.

Для создаваемого Центра прототипирования университет приобрел оборудование с целью исследований технологических процессов и создания прототипов различных изделий. Новые приборы помогут обеспечить нужную микроструктуру синтезированного материала и устранить его дефекты при аддитивном производстве, что избавит материал от остаточных напряжений и деформаций и повысит механические свойства готовых изделий.

Для развития сектора студенческой науки в университете будет создан Fablab – лаборатория для технического творчества, где обучающиеся смогут реализовывать свои идеи. Вуз уже приобрел для него комплекс из 3D-принтера, 3D-сканера, пятикоординатного обрабатывающего центра, лазерного и сверлильно-фрезерного станка и рабочей станции на сумму 2,5 млн руб.