Николай МАХУТОВ: освоение Арктики поднимет российскую науку и технологии только при опоре на собственные силы

Рубрика | Главная тема
Текст | Дмитрий АЛЕКСАНДРОВ
Фото | Личный архив Н.А. Махутова

Председатель Рабочей группы при президенте РАН по анализу риска и проблем безопасности «Риск и безопасность», главный научный сотрудник Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, член-корреспондент РАН Николай Махутов — энтузиаст российского Арктического проекта. Он убежден, что реализовать его возможно только в рамках стратегического планирования и на основе развития собственного научно-технологического потенциала.

— Николай Андреевич, насколько важная тема для развития России и развития человечества — освоение Арктики?
— Поскольку мы с вами разговариваем в Академии наук, отмечу прежде всего аспект, который имеет академический характер.

Если говорить о развитии науки, человеческих познаний, то вначале человечество жило в двухмерном пространстве: ось X и ось Y, широта и долгота, то есть исследовалась и осваивалась поверхность суши и Мирового океана. Совершались географические открытия, изучались свойства новых пространств суши и Мирового океана… Этот этап в основном завершился к концу XIX — началу XX века: представление о двухмерной сфере было более или менее составлено.
С начала прошлого века человечество стало развиваться по третьей оси — оси Z: высоты/глубины. Так оно приступило к изучению уже трехмерного пространства. Это был мощнейший стимул в его развитии.
Прежде всего человек «полетел» — стал очень быстро осваивать воздушное, а затем и космическое пространство. Началась эра воздухоплавания, а позже и космонавтики. Мы смогли подняться на десятки тысяч метров и тысячи километров над землей, а потом уйти за пределы Солнечной системы.
При этом в движении по отрицательной части оси Z, то есть в глубь земли, в глубь Мирового океана, успехи оказались намного более скромными. Хотя еще для древнего человека пещеры служили жилищем, их изучали… Но позднее жизнь человеческого общества сосредоточилась на поверхности суши.
Тем не менее люди, особенно в XX веке, стали исследовать, какие ресурсы, возможности улучшения жизни существуют за счет извлечения полезных ископаемых. Началось промышленное извлечение полезных ископаемых — угля, металлических руд, позднее нефти и газа. Первоначально с относительно небольших глубин и в зонах, которые были наиболее доступны и комфортны для промыслов.
Постепенно таких зон становилось все меньше и меньше, человек оказался вынужден спускаться все глубже, уходить все дальше от обжитых территорий — в области с трудными климатическими условиями. И сегодняшний день мировой науки и технологий — это освоение все более и более отрицательных значений по оси Z. Как на суше, так и в Мировом океане. «Сверхглубокое» направление — это и доступ к новым богатствам полезных ископаемых, и геотермальная энергетика.
Арктика в этом контексте имеет совершенно особое значение. Там речь идет об освоении больших глубин морей и океанов и больших высот воздушного пространства, о более детальном изучении глубин и высот на территории российской Арктики.
— Арктика для человечества — большое белое поле?
— Да, причем белое во всех смыслах — и в том, что покрыто снегом и льдом, и в том, что очень мало изученное в трехмерном пространстве.
Мы, те, кто предметно занимается арктическими исследованиями, иногда шутим, что Бог, создавая землю как обиталище человечества, неслучайно сделал Арктику глобальным холодильником: чтобы человечество не растранжирило его богатства раньше времени, потому что они ему еще пригодятся. Сегодня это время пришло — богатства Арктики очень важны для дальнейшего развития человеческой цивилизации. А использование этих богатств — серьезнейший технологический вызов для человечества. Но важно имеющиеся там ресурсы расходовать бережливо и с повышенной экономической эффективностью.
Человек в Арктике сталкивается с задачами такого же уровня сложности, что и в изучении космического пространства. И усовершенствованные космические технологии здесь могут быть использованы. Ведь требуется робототехника, пригодная для подземных и глубоководных работ, с применением материалов, конструкций, механизмов, атомных энергетических установок. Многие из технологий предстоит создать. Институты Академии наук (Институт океанологии, физики Земли, физики атмосферы, физико-технических проблем Севера, Институт проблем нефти и газа, Институт машиноведения и особенно Институт проблем морских технологий) сформировали значительные заделы в фундаментальных и прикладных исследованиях проблем Арктики. Эти исследования, несомненно, будут способствовать возникновению и развитию новых комплексных технологий освоения арктического пространства России.
При этом в будущем освоении Арктики множество выходов и новых вопросов, в т.ч. извлечение полезных ископаемых и сопутствующие задачи, в частности экологические и экономические.
Например, могут быть созданы целиком подледные месторождения и системы транспорта нефти и газа без выхода на поверхность воды. В последнее время Институт имени Курчатова, КБ «Малахит», Институт машиноведения и «Севмашпредприятие» разрабатывали полностью подледный проект добычи, переработки, транспортировки углеводородов в Арктике — без выхода на поверхность! Все этапы цикла добычи и транспорта могут выполняться под водой: бурение, обвязка, собственно добыча, транспорт, трубопроводы…
Выяснилось, что, если вы уходите полностью под лед, сокращаются маршруты, уменьшается зависимость от погодных условий, снижаются риски террористических воздействий. Сама проблема безопасности месторождений выглядит по-другому.
Одно из главных моих научных направлений — оценка техногенных рисков. Так вот, риски аварий и катастроф при использовании этой технологии могут быть снижены в 10 и более раз по сравнению с традиционной технологией.
Это практически готовый к реализации проект — с него только сдуть пыль, и можно воплощать в жизнь. При нынешних технологиях строительства его получится реализовать даже быстрее и дешевле, чем предполагалось. Разумеется, целиком подводная добыча и транспортировка углеводородов может быть использована в условиях, менее экстремальных, чем арктические.
Другая перспективная научно-технологическая тема — ликвидация разливов нефти в арктических условиях. Нужно изучить, что такое подледные разливы, как бороться с ними во льдах, какие есть угрозы для экологии, возможно ли создать искусственный биоценоз. Это и морская биология, и химия, и микробиология. Решение этой задачи в экстремальных условиях позволит применять ее в любых других условиях Мирового океана.
Есть и более «дальние» задачи освоения Арктики. Например, строительство человеческого жилья и промышленных предприятий под водой и под землей.
Дело в том, что на поверхности суши и Мирового океана часты резкие перепады температур, к примеру, невыносимый холод, как в Арктике и Антарктике, или невыносимая жара, как на экваторе; на поверхности — бураны и цунами. А под водой и под землей все эти факторы на несколько порядков менее чувствительны.
Японцы уже сейчас работают над созданием подводных городов.
— Из-за недостатка жизненного пространства?
— Не только. Еще и из-за более экономически обоснованного, более безопасного способа выживания. Под водой — изотермические условия: не нужно ни охлаждение, ни нагревание. Под водой не страшны цунами.
На Гаити, когда пришла большая волна, 250 тыс. человек погибло в один момент! А если бы они жили под водой, этого бы не случилось.
Для нашей страны особенно актуально развивать подземные и подводные технологии обитания. Якутия, например, расположена в зоне вечной мерзлоты. Для того чтобы построить жилье или другие здания, требуются глубокие сваи — это заставляет использовать очень дорогие технологии домостроения. А для прокладки трубопровода по поверхности приходится применять специальные холодильные установки, чтобы вечная мерзлота «не размораживалась».
И все равно в Якутии постоянно происходят обрушения зданий — летом поверхность слоя вечной мерзлоты крошится из-за температурного градиента: в атмосфере температура повышается, а под верхним слоем она низкая.
Стоит дом, нет никаких сейсмических воздействий. И вдруг стены выпадают — из-за того, что сваи из-за изменений верхнего слоя вечной мерзлоты потеряли свое проектное положение.
А если мы уйдем в толщу вечной мерзлоты, эти проблемы полностью снимаются. На глубине возникают изотермические условия. Температура минус 8: не нужно ее корректировать ни в сторону понижения, ни в сторону повышения. Теплоизоляция высочайшая: такое жилье, а также производственные помещения очень энергоэффективны и обладают повышенной сейсмостойкостью. Мы с академиком Е.И. Шемякиным, одним из создателей советской горной науки, обсуждали этот вопрос. Он предлагал жить и работать под землей, а на ее поверхности наслаждаться природой…
В этой связи возникает вопрос: может быть, нам не Луну осваивать в качестве перспективного жизненного пространства для человечества, а в первую очередь такие территории, как Арктика? Использование подземного, подводного и подледного пространства Арктики может оказаться более перспективным.
Статус Арктики как нефтегазоносной провинции очень полезен для ее развития, потому что дает близкую экономическую эффективность и финансовые ресурсы для исследований. Но при этом было бы большой ошибкой делать ставку на форсированное хозяйственное использование Арктики. Главное — развивать новые продвинутые технологии и отрабатывать их в сфере добычи углеводородов: новые технологии дадут более существенный экономический эффект, чем добытые в Арктике нефть и газ.
— Добыча углеводородов должна стать частным случаем для решения глобальных технологических задач?
— Совершенно верно! В освоении Арктики самое главное — развитие арктической науки и технологий при очень рачительном и осторожном использовании «глобального холодильника» человечества, каковым является Арктика.
Исследования и новые технологии как результат этих исследований — главный экономический смысл сведения Арктики, потому что, как и в случае с исследованием космоса, новые технологии, полученные в Арктике, многократно окупят усилия по ее изучению.
Сегодня требуется комплексная программа освоения арктических зон, включающая и проблемы добычи полезных ископаемых, и разумное использование ресурсов пресной воды, и создание глобальных транспортных коридоров — таких как Северный морской путь, а также трансконтинентальный железнодорожный транспорт через Сибирь и Аляску.
— На национальном уровне или на глобальном?
— И на том, и на другом.
Советом безопасности Российской Федерации программа освоения Арктики принята. До этого она была многократно рассмотрена, скорректирована. Теперь программа реализуется — в значительной степени с уклоном в добычу углеводородов. Но там представлена и оборонная тематика, и доставка средств жизнеобеспечения малочисленным народам, проживающим в арктической зоне, и экономическое развитие арктических регионов.
Программа нуждается в дальнейшем совершенствовании, но тем не менее мы оказались первыми в мире, кто такую программу принял.
— То есть Россия — пионер комплексного освоения Арктики?
— Да, и это естественно, учитывая, что у нас самая большая арктическая зона — больше, чем у любой другой страны, имеющей арктические территории.
Видение развития Арктики постепенно появляется и в других странах. И им важно применять российский опыт и объединить усилия, наладить международное сотрудничество. Тем более что заниматься арктическими исследованиями и освоением Арктики сегодня готовы не только такие же, как мы, арктические страны, но и многие другие: Япония, Китай, Индия, Индонезия…
— Как правильно действовать: сначала разработать технологии, а потом браться за освоение, или «ввязаться в драку» и по результатам скорректировать технологии?
— Действовать нужно параллельно. Но при этом, как я уже сказал, огромные производственные мощности создавать на первых порах неправильно. Особенно с учетом того, что новые технологии при современных темпах научно-технического прогресса быстро устареют, и их чрезмерное тиражирование затормозит процесс технологического развития арктических проектов.
— Готова ли Россия достойно выступить в глобальной программе освоения Арктики как научно-технологическая держава?
— Если говорить о большом отрезке времени, у России есть выдающиеся достижения в исследовании Арктики и создании технологий для ее освоения. Мы первыми пролетели над Северным полюсом. Мы первыми пробурили сверхглубокие скважины на Кольском полуострове. Мы первыми построили атомные ледоколы и подводные лодки, ходящие на глубинах до 1 тыс. м, и всплыли в зоне Северного полюса. Мы разработали батискафы типа «Мир», которые погружаются на 6 тыс. м. Мы разрабатывали аппараты, способные достичь глубин 12 тыс. м, но в пореформенные годы упустили первенство. Тем не менее в технологиях подводного плавания СССР и Россия — признанные лидеры в мире.
У нас есть космические, энергетические технологии, позволяющие получать энергию для населенных пунктов, находящихся на значительном удалении от Большой земли, которые нельзя связать с Большой землей линиями электропередачи. Российский флаг был опущен на океанское дно совсем недавно.
— Это в том числе атомная энергетика?
— Да, причем как малая атомная энергетика, так и большая. Например, в Советском Союзе была запущена и до сих пор прекрасно функционирует Билибинская АЭС, стоящая на вечной мерзлоте и при этом устроенная так, что риски обрушений или каких-то нештатных ситуаций сведены к таким же минимумам, как у АЭС на Большой земле.
Арктика востребует и некоторые неиспользуемые технологии. Когда-то в СССР создавались транспортные средства в виде экранопланов — они не нашли широкого применения. В условиях Арктики экранопланы очень полезны, точно так же, как управляемые стратосферные дирижабли. Они тоже длительное время не использовались, а в Арктике могут быть применены.
Если говорить более широко, то именно у нас было создано телевидение, именно мы пионеры пилотируемой космонавтики, мы первыми построили гражданский реактивный самолет. В нашей стране появились первые атомные реакторы, атомные ледоколы, мы первыми занялись глубоководными исследованиями… Это все по историческим меркам произошло недавно.
Сейчас мы, к сожалению, не гордимся достижениями прошлых десятилетий. Мы забыли о том, кем являлись еще вчера: нам вбили в голову, что Россия была не развитая, не передовая. Это ложь, и чем быстрее мы от нее избавимся, тем быстрее вернемся на траекторию развития.
Небольшая ремарка: сегодня на правительственном уровне много говорится об инновационном развитии. Но ведь указанные выше достижения отечественной науки и техники арктического и неарктического направления были и остаются глобальными инновациями ХХ и начала XXI века. Давайте задумаемся, что это такое? Это значит, что мы должны применить у себя инновации, которые созданы кем-то для достижения конкретного результата. Следовательно, мы сами себя обрекаем на догоняющее развитие. Нам нужно не инновационное развитие, а разработка принципиально нового в науке и технологиях.
Мы самостоятельно должны сделать это новое, а не купить готовое. Сами разработать те же арктические технологии: нашим ученым и инженерам это по силам. Использовать иностранные решения нужно только на основе нашей собственной технологической концепции. России следует объявить всему миру: «Мы сами в состоянии решить проблемы российской Арктики. Хотите — участвуйте в этой работе, не хотите — справимся без вас».
— В освоении Арктики принципиально важно консолидировать научный потенциал под эгидой Академии наук?
— Безусловно. Потому что необходимо математическое моделирование решения всех задач, касающихся Арктики, разработка широчайшей палитры робототехнических средств и систем дистанционного управления, разработка новых материалов.
Но посмотрите, в какое положение поставлена сегодня РАН. Раньше Академия наук выступала инициатором выдвижения тех или иных тем для исследований и разработок. В новом уставе РАН записано, что это преимущественно экспертная научная организация. То есть кто-то что-то придумал, а мы проводим экспертизу.
Академия наук действующим законодательством рассматривается как одно из научных учреждений, коих в стране тысячи. Реформа РАН прошла под лозунгом повышения эффективности расходования финансовых средств.
Однако сейчас на фундаментальные исследования идет 1% бюджета — это уровень статистической погрешности. Имело ли смысл ломать всю старую структуру и придумывать новую, которой только предстоит заработать, ради борьбы за эффективность в рамках долей процентов бюджета? Ломать модель фундаментальной науки, которая функционировала в России со времен Петра Великого?
Нам говорят о том, что в США, например, фундаментальная наука делается в университетах, но там система складывалась и развивалась 200 лет. А мы пытаемся  работавшую 300 лет модель заменить на новую. Сомневаюсь, что в этом есть смысл, и надеюсь, что власти предержащие пересмотрят свои взгляды на реформирование Академии наук, пока не поздно.
— Наверное, при столь скудном финансировании нужно развивать ключевые направления исследований?
— Нужно поддерживать все направления исследований — пусть небольшими ресурсами. РАН должна работать в режиме поиска по всему спектру направлений исследований и технологий.
Мы не в силах знать заранее, какие из направлений будут ключевыми, а какие нет, где будет рождено новое, произойдет прорыв. Были век электроники, век атома, век космоса — никто не мог сказать заранее, когда случатся эти века, сколько продлятся…
— А теперь наступает век Арктики?
— Надеюсь на это!
— Какова должна быть организационная модель освоения Арктики?
— В России принят Федеральный закон «О стратегическом планировании в Российской Федерации». Я участвовал в заседании Научного совета при Совете безопасности во время подготовки концепции закона. Смысл стратегического планирования: вы должны увидеть, во имя чего решаете те или иные задачи, то есть сформулировать цели. Предполагаются два этапа целеполагания: первый — стратегические цели. Не может быть целью просто «освоение Арктики». Цель — ради чего это делается. Второй этап — механизмы, критерии, структуры реализации целей.
Только выполнив эти два этапа, можно приступать к написанию планов и созданию систем их реализации. Чтобы не получилось так, как зачастую выходит: государство деньги потратило, а потом спохватилось — имело ли смысл на это тратить?
Повторю: научно-технологический задел у нашей страны довольно серьезный. Однако в советское время скорость исследований и разработки была высокой, а в постсоветское мы потеряли и скорость, и интерес к большим задачам. Лишь сейчас интерес к ним возвращается. Это и обороноспособность страны, и национальная безопасность, и повышение уровня жизни людей. Они составляют суть стратегических приоритетов страны. Все остальное — это средство достижения указанных стратегических приоритетов.
Если же будет выстроена система стратегического планирования, вполне реально  реализовать прорывные задачи. Недавно Российская академия наук и все российское научное сообщество отмечали 110-летие со дня рождения академика Н.А. Доллежаля, участвовавшего в руководстве и реализации уранового проекта.
Он был по специальности химиком. И вот в один прекрасный день его вызвали к начальству и сказали: «Будете заниматься темой обогащения урана, получения оружейного плутония». Он заметил: «Но я же химик!» «Ничего, — ответили ему, — возьмите своих сотрудников, подберите еще специалистов — на все про все вам четыре года».
И всего за четыре года задача была решена. За четыре года возникли урановая наука, технология, появилась целая отрасль по обогащению урана. Был получен блестящий результат, не имеющий мировых аналогов, — и научный, и технологический! Вот какие чудеса творит целеполагание.
Мы часто слышим: сейчас в стране утеряны технологии, разрушены многие технологические школы, недостаток ресурсов, Россия отстала не на одно десятилетие… Но когда Доллежаль начинал заниматься урановой программой в послевоенном СССР, неужели было легче?
Именно государственные цели в науке и технологиях определяют успех. Считалось, что в принципе невозможно посмотреть на обратную сторону Луны. Однако была поставлена задача, и она оказалась успешно решена: не просто посмотрели на обратную сторону Луны, но и сфотографировали.
Так что главное, что теперь необходимо, — фундаментальное обоснование целей научных исследований, исходя из фундаментальных целей развития человечества. К сожалению, страна наша довольно долго не ставила стратегических научных задач и сегодня еще к этому не вернулась в полной мере. Мы остаемся в основном сырьевой державой не потому, что какие-то плохие люди мешают нам развиваться как стране высоких технологий, а потому, что система развития не выстроена так, как должна быть выстроена.
Наличие цели — решающий фактор. Одно дело — просто ехать в потоке автомобилей, другое дело — двигаться в этом потоке со сверхзадачей. Если цели определены и по-серьезному подойдем к их реализации, результат может быть получен самый выдающийся. Есть очень правильная поговорка: когда знаешь, куда плыть, любой ветер попутный.
— Так куда же плыть?
— Убежден, что выше и ценнее человека и человеческой жизни на земле ничего нет. И с учетом этого должна быть перестроена вся человеческая цивилизация. Сегодня во главу угла поставлены потребление и деньги — ложные цели, которые расчеловечивают человека и в долгосрочной перспективе уничтожают человечество. Человеку следует научиться управлять своими материальными потребностями, своими страстями.
То есть к трем измерениям, в котором до сих пор развивалось человечество, должно добавиться внутреннее: развитие самого человека.
Поставленные вами вопросы об исследованиях Арктики для будущего, несомненно, могут войти в число стратегических направлений развития России в разумном взаимодействии с мировым сообществом. При этом исключительно важно знать фундаментальные закономерности развития человека, общества, природы и техносферы. Это знание на протяжении трех веков добывалось отечественной наукой и РАН. Они вновь могут быть востребованы государством для достижения трех указанных выше стратегических приоритетов.