Станция Конкордия: наука на краю света
Исследовательская станция «Конкордия», совместное предприятие французского Полярного геофизического института и итальянской национальной программы исследования Антарктиды (PNRA), без всяких сомнений является одним из самых удаленных от человеческой цивилизации и одним из самых негостеприимных мест, куда добраться даже сложнее, чем слетать на Международную космическую станцию. Европейское космическое агентство, пользуясь уникальным расположением станции и уникальными условиями окружающей ее среды, использует «Конкордию» для проведения масштабного исследования по вопросам возможных последствий длительного пребывания человека в условиях долгих космических полетов. Предлагаем ознакомиться с тем, в каких условиях здесь живут и работают люди и чем конкретно они занимаются.
«Конкордия» расположена в одном из самых удаленных и экстремальных мест на нашей планете — Антарктиде, — где температура окружающей среды нередко опускается до -80 градусов по Цельсию.
Благодаря своему расположению, здесь совершенно безумная суточная световая активность: летом Солнце никогда не садится ниже горизонта, а зимой команде станции приходится жить практически в полной темноте, потому что многие месяцы в году Солнце вообще не встает из-за горизонта. Станция находится примерно в 3200 метрах над уровнем моря, где воздух сильнее разряжен и содержит намного меньше кислорода. Здесь люди постоянно пребывают в состоянии гипоксии (нехватки кислорода). Все эти факторы создают окружающую среду, которую очень сложно назвать идеальной для проведения научных исследований, ведь даже для того, чтобы просто выйти из жилого помещения, человеку нужно надевать в несколько слоев плотную, не пропускающую холод зимнюю одежду.
Вокруг станции установлены наблюдательные платформы
Разумеется, проблемы и вопросы технического обслуживания и обеспечения людей продовольственными припасами в столь жестких условиях жизни являются предельно критическими. Доставка небольших грузов и продуктов питания в том числе может осуществляться сюда самолетом Twin-Otter (здесь имеется своя собственная посадочная площадка), в свою очередь крупногабаритные грузы доставить можно только наземным способом с большой земли, ближайшая база на которой находится почти в 1200 километрах от станции.
На преодоление такого расстояния уходит около 12 дней, и то только в том случае, если позволяет погода.
Шесть месяцев в году люди здесь в буквальном смысле живут в полном мраке
Помимо противостояния жесточайшему арктическому климату, команда станции проводит время за выполнением серии различных научных экспериментов. Исследовательское оборудование расположено вокруг двух башен станции и включает установку сейсмической активности, которая углублена на 15 метров под поверхность и позволяет ученым вести наблюдение за арктическим льдом. Эта сейсмологическая установка является частью общей глобальной системы подобных устройств по всему миру и предоставляет человеку важную информацию, помогающую лучше понять то, как ведет себя земное ядро. Кроме того, на станции проводятся исследования магнитного поля нашей планеты. Благодаря тому, что «Конкордия» расположена вблизи одного из полюсов Земли, ученые могут следить за воздействием поля в его практически горизонтальной точке.
Станция состоит из «комплекса шума» (кухня, обеденный зал, игровая комната, спортивный зал, морозильная камера, кинотеатр и рабочие помещения) и «комплекса тишины» (здесь находятся лаборатории, спальные места, ванные комнаты и медицинский отсек)
Ввиду чрезвычайно экстремальных условий здесь не могут существовать даже большинство обычных бактерий, но именно такие условия интересуют Европейское космическое агентство, так как по части сложности жизни в них в теории они могут быть аналогичны условиям жизни в рамках проведения сверхдолгих космических перелетов.
Добраться сюда не легче, чем полететь на другую планету
«Конкордия» находится от цивилизации даже дальше, чем находится от цивилизации МКС. В случае с последней, ближайшая станция снабжения расположена в 600 километрах (орбитальная высота самой МКС при этом составляет 322 километра) от МКС. Но в отличие от космической станции, к которой можно добраться в любое время года, к «Конкордии» можно добраться по воздуху или земле исключительно в рамках шестимесячного окна.
В остальное время до станции не доедет, не доплывет и не долетит ни одно техническое средство. Все это фактически заставляет ее команду полагаться исключительно на свои силы, даже в рамках чрезвычайных ситуаций. Здесь, как и в случае с МКС, до начала пути к «Конкордии» команда должна пройти многомесячную специальную подготовку.
В начале этого года на станцию прибыл спонсируемый ЕКА врач Адреанос Големис. В ближайший год он будет заниматься наблюдением за командой исследователей: как люди могут справляться со стрессовыми ситуациями и изоляцией, то есть теми состояниями, с которыми определенно столкнутся будущие космические исследователи.
Зимой 2012 года ЕКА провела эксперимент, направленный на осознание того, чего стоит ожидать от долгих космических перелетов. Исследователи работали над созданием специального режима тренировок для тех, кто будет работать в условиях замкнутого пространства (например на МКС). Задачей эксперимента был поиск наиболее подходящих решений для возникающих в условиях длительного пребывания в такой среде проблем, вроде изменения в настроении людей, изменения уровня когнитивного здоровья, а также общих изменений физических показателей здоровья в жестких условиях пребывания в столь экстремальной для жизни среде.
Полярная ночь на «Конкордии»
Даже наблюдение за тем, как человеческий организм реагирует на изменение среды с низким процентом содержащегося в ней кислорода очень важно для будущих миссий на другие планеты. Ведь если плотность кислорода в космическом корабле будет ниже, в нем также будет и ниже показатель внутреннего атмосферного давления, а значит такой корабль будет легче разработать и собрать.
Северное сияние глазами «Конкордии»
В скором времени станцию «Конкордия» ожидает смена персонала. В течение всего 2014 года новые исследователи продолжат заниматься изучением и расширением границ наших знаний о тех опасностях, что могут ожидать нас при длительных космических путешествиях в будущем. Один из новых экспериментов на этот счет предполагает проверку физического состояния организма во время чрезвычайно долгого пребывания в условиях невесомости. Симуляция этого состояния будет проводиться путем долгого пребывания человека в лежачем положении, когда его голова будет находиться под нижним углом по отношению к горизонту.
С огромным количеством предложений и разработок, которые уже ведутся в отношении будущих пилотируемых миссий на другие планеты, объем работ на «Конкордии» будет постоянно пропорционально увеличиваться.
Континент Антарктида
Для отправки комментария вы должны или
Арктика – ступень между Землёй и космосом — Наука и культура
Арктический научный центр. Архитектор – Савинова В.А. Источник.
Космос – это суровая экстремальная среда. Холод, радиация, нехватка или полное отсутствие кислорода, неотвратимое воздействие на физиологию и психику космонавтов. Сейчас к подобным условиям можно подготовиться, например, в Центре подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина. Или отправиться в Антарктиду, где средовые условия схожи и изучаются на ряде научно-исследовательских станций. Или всё же можно не ехать так далеко?
Ведь в нашем полушарии есть зона, занимающая четверть России, где условия столь же экстремальны.
Это Арктика. На Северном полюсе так же холодно, содержание кислорода понижено и психологические условия непростые. Там возможно проводить подготовку и получать впечатления о космосе, не выезжая для этого в сложных условиях на Южный полюс.
Станция «Конкордия»: космос в Антарктиде
Может возникнуть закономерный вопрос: а существует ли уже что-то подобное? Конкретный опыт целой станции, давно и успешно ведущей большое количество научных изысканий и использующей для этого особенности расположения? Да, это французско-итальянская научно-исследовательская станция «Конкордия» во внутриконтинентальной Антарктиде.
Научно-исследовательская станция Конкордия. Источник.
Европейское космическое агентство (далее ЕКА) проводит собственные испытания на станции. Отличают её экстремальные условия местоположения, во многом оцениваемые учёными агентства как близкие к космическим. К ним относится нахождение станции на высоте более трёх тысяч метров над уровнем моря, падение температур в среднем до -50°C в год и полярная ночь длительностью четыре месяца – с мая по конец августа.
Научные сотрудники, работающие в таком непростом месте, кроме прочего, подвержены гипобарической гипоксии – недостатку кислорода в мозгу – и полной изоляции от внешнего мира в течение девяти месяцев.
Подобные уникальные условия прекрасно подходят для исследований ЕКА. Каждый год они посылают врача для изучения влияния среды на научные команды, поскольку условия пребывания на «Конкордии» очень похожи на происходящее на условной космической базе. Это и низкий уровень кислорода, и длительное отсутствие солнечного света, и невозможность спасения при экстренной ситуации. По словам учёных ЕКА, «Конкордия» является идеальной земной альтернативой для изучения космических проблем и проектирования будущих миссий на другие планеты. Эта станция – своеобразная модель космической базы на Земле, аналоговая среда.
Так что же происходит с приезжающими на станцию и почему специалисты ЕКА сравнивают местные условия с космическими?
Прежде всего, члены будущей экспедиции проходят обучение и знакомятся с обязательными техниками безопасности.
Затем прибывающие на станцию сталкиваются с непривычными условиями: большая высота над уровнем моря, очень холодный и сухой воздух и новые ощущения. Всё это может ошеломить человека. Так что здесь требуется период приспособления к новой среде, как и у астронавтов.
Период антарктической зимы характеризуется в том числе полной изоляцией станции от внешнего мира. То же происходит и на российской станции «Восток» – ближайшем к «Конкордии» объекте. Период этой отрезанности, когда научной экспедиции приходится быть полностью автономной, во многом схож с космическими экспедициями. Например, один только полёт до Марса может занять более шести месяцев и также проходить в условиях изоляции и автономности.
К числу исследований, проводимых на станции, можно отнести изучение последствий пребывания в невесомости и недостатка солнечного света и кислорода.
Эксперименты различны. Это могут быть и простые игры на память, фиксируемые мониторами активности, – они проверяют командную работу. Исследуются изменения моторных навыков, памяти, режима сна и настроения, командная работа. Сооружение скалодрома и планирование праздников помогли экспедиции 2018-го года справиться со сложными условиями. Примечательно, что история «досуга в полярную ночь» берёт своё начало с самых первых зимовок на континенте, о чём свидетельствуют дневники Карстена Борхгревинка и Роберта Скотта. Но возможны и более сложные занятия, например, на симуляторах «Союз». Участники делятся на две группы, которые по очереди «пилотируют» и «стыкуют» космический корабль на протяжении всей экспедиции. Это необходимо для проверки когнитивных и двигательных навыков. В исследовании измеряются снижение моторики и времени реакции, вызванное длительной изоляцией и кислородным голоданием. Проводятся и эксперименты с искусственным интеллектом: изучение способности компьютеров анализировать разговорный язык для создания автоматических и беспристрастных оценок настроения.
Эксперименты на симуляторе «Союз». Источник.
Кроме того, научные сотрудники регулярно сдают анализы. Это важно для изучения реакции иммунной системы на изоляцию. Образцы крови, мочи и слюны сравниваются со стресс-тестами для понимания, как стресс влияет на иммунную систему. Подобные исследования проводятся и на Международной космической станции.
В чём сходство Арктики с космосом?
Можно сказать, что уже сейчас «Конкордия» – ступень между Землёй и космосом. Единственный минус – она очень далеко, в Антарктиде. Именно поэтому важно присмотреться к Арктике, российскому Заполярью, с весьма схожими экстремальными условиями. Стоит рассмотреть их подробно:
● Содержание кислорода. Относительное содержание кислорода в арктической атмосфере на 4% ниже, чем в привычном большинству умеренном климате. Такие показатели влияют на неподготовленный организм. Одним из следствий является гиподинамия.
Возникает она и у космических экспедиций, равно как и общее снижение тонуса мышц в результате невесомости и иных показателей силы тяжести. И решение этих проблем как в космосе, так и в Арктике одинаково. Это дополнительные физические нагрузки в спортивных залах или просто прогулки по коридорам специально спланированной для этого станции.
● Социальная изоляция. Несмотря на то, что в Арктике проживают примерно два миллиона человек, плотность населения здесь очень низкая: 0,1–0,2 чел. на 1 км2. И если в городах социальное разнообразие ещё возможно, то небольшие поселения и особенно отдалённые научно-исследовательские станции характеризуются социальной изоляцией. Полярники и учёные, равно как и космонавты, в длительных экспедициях живут небольшими группами, долго не могут сменить обстановку и оторваны от привычного круга общения.
● Сенсорная депривация и недостаточная стимуляция мозга. Влияние условий изоляции и постоянного пребывания в одном замкнутом месте – как на арктической научно-исследовательской станции, так и на космическом корабле или внеземной базе – не пройдут для участников экспедиции бесследно.
● Нехватка естественного освещения в полярную ночь – обыденность для Арктики. Солнце может скрываться как на несколько дней, так и на месяцы, не говоря про периоды его краткосрочного нахождения над горизонтом. То же верно и для космических и внеземных экспедиций: на них не будет окон, так как найти достаточно прочный, ограждающий от радиации, но в то же время прозрачный материал – трудная и в настоящее время нерешаемая задача.
● Холод. Не секрет, что в Арктике действительно холодно. Отрицательные среднегодовые значения температуры, как и рекорды минусовой температуры зимой, здесь не редкость. Происходит это из-за особенностей географического положения региона, низких и неравномерных значений солнечной радиации, больших расходов тепла на таяние льдов и снега и значительных зимних выхолаживаний.
● Проблема с ресурсами и рационом. И Арктика, и космос – не лучшее место для свежей пищи. Причины различны: в Арктике правят бал вечная мерзлота и низкая солнечная активность, а любые пространства вне Земли очевидно непригодны для производства исключительно земной пищи. Никакой свежей зелени, а ведь она очень важна, особенно для тех, кто испытывает серьёзные нагрузки. Что же делать? Решение здесь простое: оранжереи, позволяющие вырастить зелень и овощи без грунта и даже естественного освещения.
● Схожие условия по ограниченности ресурсов и добыче их альтернативными методами.
Классическая энергия есть там, где её давно добывают проверенными методами в подходящих условиях. В Арктике с энергией, особенно в отдалённых местах, маленьких поселениях и на научно-исследовательских станциях, дела обстоят плохо. Чаще всего для получения электроэнергии используют дизель, а вода, если её нет на месте, привозится с «материка». Для космоса это тоже будет верным, ведь никто не ждёт там экспедиции с готовой ТЭЦ и скважинами. Необходимо будет открывать новые альтернативные источники получения ресурсов, и в этом Арктика и космос снова схожи.
Как может выглядеть «космос на Земле»?
Итак, даже в пределах России можно найти космос на Земле. Что делать дальше? Ответ в арктической архитектуре. Что она точно может предложить, так это создание новых научно-исследовательских станций на территории российской Арктики, в том числе и для проведения космических испытаний в максимально приближенной к космосу земной среде. Будет открыта возможность проводить испытания прямо на территории России.
Площадкой для этих исследований станет научный центр. Передовой центр разработки новых космических решений, включающий всё необходимое для тренировки космонавтов и наблюдения за состоянием их здоровья. Хорошим примером подобных научных сооружений являются уже существующие здания, например, Canadian High Arctic Research Station (Канада, Нунавут), Svalbard Science Centre (Норвегия, Шпицберген).
Canadian High Arctic Research Station (Канадская высокоширотная исследовательская станция). Источник.
Svalbard Science Centre (Научный центр Шпицбергена). Источник.
Отличать экстерьер такого научного центра будет ряд особенностей, характерных для арктической архитектуры. Это, например, свайный фундамент с системой опор над землёй, сложный аэродинамический объём, расположение окон под углами.
Но важно учитывать и внутреннюю организацию здания. Она должна, с одной стороны, позволять проводить соответствующие исследования, но, с другой стороны, быть достаточно комфортным местом. Очень важно, чтобы такой центр не просто обеспечивал космические условия, но и контролировал их. Чтобы это было не нырком с задержкой воздуха, а комфортным исследованием, завершив которое, можно вернуться в свою уютную каюту. И в ней об Арктике будет напоминать только то, что полярник сам решит оставить, – будь то пейзаж за окном или мрак полярной ночи.
Интерьер научного центра. Архитектор Савинова В.А. Источник.
Что уже сейчас можно сказать, например, об общественной зоне, достаточно важной для такого центра? Прежде всего, это будет не одна, но много небольших зон, исключающих монотонность, зажатость и однообразие. Отличать их будут прежде всего растения. Очевидный плюс включения зеленых зон в любой арктический интерьер обусловлен двумя факторами.
Первый: новизна. В однообразном, большую часть времени заснеженном серо-белом арктическом ландшафте яркие зелёные листья тропических растений неожиданны. Второй: благотворное влияние зелёного цвета на психику. Однако нужны и другие, не только зелёные цветовые акценты. Умеренное включение стимулирующих теплых цветов (красный, оранжевый, жёлтый) также будет иметь благотворное влияние. Важным аспектом таких зон станет и вариативность их использования: они могут быть как местом уединения, так и местом для общения.
Интерьер научной станции. Архитектор Савинова В.А. Личный архив автора.
Подытожить можно следующим: исследования на благо освоения космоса и постижения неизведанного проводятся не только за пределами планеты. Используя средства современной арктической архитектуры, возможно уже сейчас создать инновационный российский центр по изучению приближенной к космосу среды и её влияния на человеческий организм. Пока человечеству недоступны внеземные одиссеи, есть смысл максимально подготовиться к ним здесь, на Земле.
Автор: Савинова Валерия Анатольевна, аспирант заочного отделения аспирантуры Московского архитектурного института.
Станция Конкордия
↦ Антарктида ↦ Станция Конкордия
Конкордия — французско-итальянская станция, управляемая Французским полярным институтом и Национальной программой ричерче в Антартиде.
Постоянно обитаемая с 2005 года, это одна из трех станций, расположенных внутри антарктического континента. Это делает его, среди прочего, важным местом для сетей сейсмических и геомагнитных наблюдений за нашей планетой.
Конкордия построена на площадке Купола С, на вершине ледяной шапки толщиной 3300 м, которая с помощью ледяных кернов используется для отслеживания земного климата в прошлые годы. Проект бурения EPICA (Европейский проект по бурению ледяных кернов в Антарктиде) позволил восстановить данные о климате за последние 800 000 лет, и ожидается, что следующие образцы керна превысят один миллион лет.
В дополнение к большой высоте, низкий уровень влажности воздуха, низкая освещенность и низкий уровень загрязнения воздуха делают его идеальным местом для астрономии и исследований в области физической химии атмосферы.
Станция состоит из двух башен, одна для «тихой» деятельности (спальни, лаборатории, больница и т. д.), другая для «шумной» деятельности (кухня, гостиная, тренажерный зал, мастерские и т. д.) и технической здания. Во время летней кампании часть личного состава размещается в летнем лагере, комплексе зданий и палаток, расположенном в 500 м от станции. Вокруг станции расположены различные здания, в которых размещаются научные учреждения.
Станция спроектирована на основе инновационных архитектурных и технологических концепций в соответствии с рекомендациями, изложенными в Договоре об Антарктике. Серая вода перерабатывается на установке очистки, разработанной в сотрудничестве с Европейским космическим агентством. Отопление производится за счет когенерации при работающей электростанции.
Органические отходы превращаются в компост с помощью варочного котла, другие отходы сортируются и переупаковываются для переработки за пределами континента.
Несколько рисунков:
75 ° 06 -е — 123 ° 21’e
3 233 м в высоте
1 Св. Сверху в 2005 г.
12–15. 30°C в среднем летом
и -63°C зимой
История станции «Конкордия»
Проект новой исследовательской станции в Куполе С был инициирован французскими полярными экспедициями в 1980-х годах. Первоначальное исследование, включая необходимые объекты, транспортную систему и прибрежный базовый лагерь, было завершено в 1991. В то время Итальянская антарктическая программа (PNRA) выразила заинтересованность в развитии научно-технических исследований в Антарктике и в участии в проекте «Купол С».
Преимущество сотрудничества в таком проекте было совершенно очевидным, и 9 марта 1993 г. было подписано соглашение между PNRA и Французским полярным институтом Поля-Эмиля Виктора, преемника EPF. Это соглашение устанавливает двух национальных операторов в качестве равноправных партнеров в строительстве и эксплуатации станции Dome C, которая теперь называется «CONCORDIA».
Купол С представляет собой плато высотой 3200 м, где толщина ледяной шапки достигает 4000 м; это делает его особенно интересным местом для гляциологии, поскольку очень глубокие скважины позволяют проследить историю климата за последние 500 000 лет. Это место также идеально подходит для изучения изменений в озоновом слое, а также для проведения астрономических и космологических наблюдений, потому что атмосфера очень чистая и не содержит водяного пара, учитывая очень низкую температуру. Сайт также должен позволить сотрудничать в сети сейсмических и магнитных наблюдений в Антарктиде.
Кроме того, станция также предназначалась для проведения экспериментов с новыми технологиями, особенно в связи с космическими агентствами, которые проявили интерес к проекту, учитывая схожие условия жизни между станцией и орбитальной станцией (изоляция, заключение, экстремальный климат), для проведения там физиологических и психологических мониторинговых исследований.
Монтаж станции на Куполе С начался в сезоне 1998-1999 гг., потребовалось несколько летних кампаний, чтобы доставить 3000 тонн материала и построить станцию. Первая зимовка, наконец, произошла в 2005 г .; за это время удалось отработать технические функции станции, в частности ввести в эксплуатацию узел водоподготовки и подтвердить астрономические качества площадки.
+
Купол C (DC)
Станция была установлена на 75°06’ ю.ш. – 123°21’ в.д.
Это одна из трех стационарных станций, установленных внутри суши на континенте, а не на побережье, с американской станцией Амундсен-Скотт, установленной на Южном полюсе, и российской станцией Восток.
Находится в 1100 км от станции Дюмон д’Юрвиль и в 1200 км от итальянской станции Марион Цуккелли.
Конкордия установлена на плато на высоте 3233 метра, на льду толщиной 4000 метров. Большая высота и истончение атмосферного слоя над полюсами означают, что воспринимаемая высота близка к 3500 м из-за атмосферного давления.
Климат
Среднегодовая температура в Конкордии составляет -55°C. Летом она колеблется от -30°C до -50°C, а зимой может достигать -80°C. Ветер, даже очень слабый (максимум 10 узлов), сильно влияет на воспринимаемую температуру.
Concordia Lucie Maignan Institut français polaire
Из-за очень низкой температуры атмосфера не содержит водяного пара, поэтому воздух очень сухой. В среднем за год выпадает от 2 до 10 см снега.
В среднем атмосферное давление составляет 645 гПа.
Средняя скорость ветра составляет 2,8 м/с, т.е. чуть выше 10 км/ч и может достигать максимальной скорости 17 м/с (61,2 км/ч).
С середины ноября до конца января постоянно светит солнце. Затем оно уменьшается до тех пор, пока в период с середины мая до конца июля не будет нулевого солнечного света, и солнце постепенно начнет снова появляться над горизонтом на все более и более длительные периоды времени.
Временной интервал станции выбран таким образом, чтобы персонал работал в самые жаркие часы дня; часы станции установлены в часовом поясе UTC+8.
Разница во времени между станцией и Францией составляет семь часов, когда Франция находится на зимнем времени, и шесть часов после перехода на летнее время. Разница в два часа со станцией Dumont d’Urville, которая привязана к австралийскому часовому поясу (UTC+10).
+
Очень крупная исследовательская инфраструктура
Concordia была выбрана национальной дорожной картой по исследовательской инфраструктуре, поскольку это «очень крупная исследовательская инфраструктура» (TGIR). Другими словами, он был идентифицирован как «инструмент или устройство с уникальными характеристиками, определенными научным сообществом пользователей как необходимые для проведения исследовательской деятельности высокого уровня».
Критерии включения в дорожную карту также подразумевают наличие определенных, единых и эффективных управленческих и как стратегических, так и научных руководящих органов, открытость для научного сообщества, которое хотело бы ее использовать, на основе экспертной оценки, проведение собственных исследования или предоставление услуг одному или нескольким сообществам пользователей, включая субъектов из экономического сектора.
Крупные исследовательские инфраструктуры также должны иметь возможность составлять многолетние бюджетные программы, а также сводные бюджеты, включая полные затраты, и обеспечивать доступность полученных данных.
Включение исследовательской инфраструктуры в национальную дорожную карту представляет собой знак качества и признание ее значения в Национальной исследовательской стратегии. Цель управления этими инфраструктурами состоит в том, чтобы гарантировать, что французы сохранят свои позиции в крупных европейских исследовательских проектах, не ослабляя при этом поддержку национальных объектов, которые по-прежнему являются первой точкой доступа для наших исследователей.
TGIR являются результатом государственной стратегии, отраженной в нескольких актах Органического закона о финансах (LOLF) и бюджетных ассигнований Министерства высшего образования, исследований и инноваций. Они являются национальными или являются результатом международного или европейского партнерства, в частности, благодаря их приверженности дорожной карте Европейского стратегического форума по исследовательской инфраструктуре (ESFRI). Они являются важными инструментами в промышленном сотрудничестве и инновационных сетях. TGIR находятся под научной ответственностью исследовательских операторов.
+
Французско-итальянское партнерство
Франция и Италия через министерства исследований подписали партнерское соглашение по управлению станцией Конкордия.
Это соглашение определяет взносы, финансовые или связанные с обслуживанием, каждой страны в отношении эксплуатации станции. Например, итальянцы отвечают за транспортировку оборудования и персонала по воздуху, а также за телекоммуникации, тогда как французы управляют логистическими маршрутами и автопарком.
Таким образом, зимующая команда состоит из французов и итальянцев, а иногда и представителей других национальностей, завербованных одной из двух стран.
Посещение станции
Olivier Haye
Станция состоит из двух башен, каждая из которых имеет три уровня, которые связаны друг с другом и с контейнерными зданиями, в которых расположены электростанция и станция водоподготовки, крытыми коридорами на первом этаже. Башни устанавливаются на сваях, чтобы площадка не заносила снегом.
Одна из башен предназначена для «тихой» деятельности, в ней расположены:
– На первом этаже: больница, спальня врача, кладовая оборудования и помещения, специально предназначенные для телекоммуникаций (почтовая комната), « телефонная будка», а также спальня технического директора.
– На первом этаже: 16 спален, ванные (мужские и женские) и туалеты, а также прачечная станции, в которой также используется тренажер «СоУз».
— На втором этаже: лаборатории гляциологии, физики атмосферы, магнетизма и сейсмологии, биологии человека, помещение радио, компьютера и антенн, кабинет начальника станции и кабинет научного координатора.
Вторая башня предназначена для «шумной» деятельности:
– На первом этаже: аварийный генератор, техническая мастерская, прачечная и помещения для обработки отходов (с компакторами и варочным котлом).
– На первом этаже: помещения для хранения продуктов (холодильная камера, магазин сухих продуктов и магазин с подогревом до 4°C), видеозал и спортзал.
– На втором этаже: кухня, место для мытья посуды, столовая и гостиная/библиотека/конференц-зал.
Две башни также имеют доступ к аварийной лестнице, ведущей на крышу станции.
Станция рассчитана на размещение 16 человек в зимний период и 32 человека в летний поход. Во время летней кампании в летнем лагере могут разместиться еще около 40 человек.
Лаборатории
Платформа Astroconcordia
Платформа Astroconcordia — это пространство, расположенное за пределами станции и специально используемое для астрономии. В частности, он состоит из деревянного навеса, в котором расположены рабочие места ученых, зоны с оборудованием, необходимым для работы с телескопами, компьютеров, сервера для хранения и передачи данных, полученных телескопами.
Рядом с убежищем есть две деревянные арки, поддерживающие платформы, на которых установлено оборудование для наблюдения, чтобы избежать нахождения на земле, где ветры являются обычным явлением из-за системы высокого давления в Антарктиде, толкающей воздух к земле. Есть также купола с телескопами и небольшой навес для осмотра установленных приборов.
Станция Конкордия
Зоны гляциологии
Рядом с летним лагерем есть несколько площадок, посвященных гляциологии.
Мастерская EPICA находится в палатке, которая использовалась для обслуживания инструментов для бурения в рамках проекта, а сегодня служит хранилищем, мастерской и комнатой отдыха для гляциологов.
Палатка EPICA — это палатка, в которой находится скважина EPICA, где все еще проводятся исследования температуры и распространения звука. Палатка иногда используется для операций «сделай сам», например, для резки обсадных труб.
«Холодный» бункер , также называемый «буфером», представляет собой здание, разделенное на два помещения. Первая зона, прямо у входа, используется для временного хранения ледяных кернов. В более отдаленных пространствах были распилены керны, отобраны образцы, и там было проведено первое спектрометрическое исследование.
«Теплый» бункер представляет собой здание, в котором производится резка кернов и сбор данных о кернах.
Станция Конкордия
Американская башня
Американская башня представляет собой металлическую башню высотой около пятидесяти метров, оснащенную научными измерительными приборами, в первую очередь метеорологическими: это оборудование измеряет температуру и скорость ветра на разных высотах.
Concordia Sylvain Guesnier 2020
Сейсмология
Сейсмометры на площадке Купола C в настоящее время установлены на дне «сейсмоподвала», набора контейнеров, которые были сложены и закопаны под снегом. Доступ в подвал осуществляется через первый люк, оборудованный лестницей, ведущей к системе хранения данных. Второй люк ведет в 45-метровый туннель, вырытый в снегу. После туннеля две металлические лестницы ведут в сам подвал на глубине 15 метров. Температура постоянная -59°С.
Накопление снега деформирует существующий подвал, поэтому необходимо построить новое сооружение для проведения сейсмологических работ. Во время летней кампании 2018/2019 года было построено новое деревянное укрытие на сваях и начато бурение буровым станком модели Trapanelle. Задача состоит в том, чтобы установить сейсмометр на глубине 130 метров, чтобы добраться до льда. В настоящее время диаметр скважины составляет 130 мм, но перед установкой системы ее необходимо будет увеличить до 220 мм.
Станция «Конкордия»
Укрытие «СуперДарн»
Укрытие «СуперДарн» было установлено в 1500 метрах от станции, рядом с антенным полем проекта. В нем размещены системы сбора и хранения данных проекта.
Станция Concordia
Укрытие Atmos
Укрытие Atmos представляет собой металлическое укрытие на сваях, которое используется для измерения химического состава атмосферы. Он состоит из зоны, в которой находятся воздушные насосы, зоны приема приборов для измерения ртути, лабораторной секции для обработки материалов, складских помещений для баллонов с аргоном и зоны сбора данных телескопа.
Крыша убежища оборудована многочисленными воздушными насосами, фильтрами и телескопом.
Станция Конкордия
Снежный навес
Снежный навес предназначен для проектов изучения снега.
Станция Конкордия
Геомагнетические убежища
Геомагнетические работы распределены в двух подземных убежищах, соединенных длинным коридором. В первом размещается теодолит, который установлен таким образом, что можно через коридор наводиться на цель, установленную во втором укрытии.
Станция Конкордия
Технические здания
Электростанция
Электричество, необходимое для производства воды, тепла, света и работы всех устройств, независимо от того, используются ли они в научных, технических или бытовых целях, производится из топлива, импортируемого из Хобарт. Это топливо доставляется L’Astrolab на станцию Dumont d’Urville, а затем траверсом на Concordia. Электростанция состоит из трех электрогенераторов, а также аварийного генератора, который был установлен в глубине станции.
Отопление производится путем когенерации: при производстве электроэнергии из топлива выделяется тепло, которое затем нагревает водяной контур, циркулирующий в радиаторах станции.
Станция «Конкордия»
Установка оборотного водоснабжения
Станция оборудована двумя системами водоснабжения. «Свежая» вода получается путем таяния льда в плавильной машине 3 длиной 7 м. 80 м 3 (4 x 20 м 3 контейнеров/баков) этой воды хранится: после фильтрации, обработки осмосом и ультрафиолетовыми лучами она безопасна для потребления человеком и может использоваться для приготовления пищи и питья вода.
Серая вода (души, посуда и т. д.) перерабатывается с помощью системы рециркуляции, разработанной в сотрудничестве с Европейским космическим агентством: эта вода обрабатывается и фильтруется, а затем возвращается в оборот для тех же целей. Когда завод по переработке работает правильно, эта вода также пригодна для питья в конце цикла, однако по психологическим причинам было выбрано не полностью прекращать производство воды изо льда.
Производство воды, как свежей, так и оборотной, полностью зависит от производства энергии электростанцией, и поэтому ее, как и энергию, необходимо максимально экономить.
Черная вода (туалеты и т.п.) сбрасывается в яму, выкопанную во льду; на самом деле исследование показало, что это решение было менее вредным для окружающей среды Антарктиды, чем возвращение объема, который представляет эта вода, обратно в Австралию, учитывая выбросы, производимые двигателями, используемыми во время похода.
Concordia Sylvain Guesnier 2020
Комната для сортировки отходов
Отходы сортируются и обрабатываются в зависимости от типа отходов:
- Часть органических отходов перерабатывается в метантенке, системе, которая использует бактерии для переваривания органических веществ. Остатки этой системы уплотняются и отправляются в Дюмон д’Юрвиль 9.0224
- Бумага и картон, металлы (алюминиевые банки и т. д.) и пластмасса уплотняются перед тем, как вернуться в Дюмон-д’Юрвиль траверсом.
- Остальной мусор просто сортируется и хранится в контейнерах.
- Оказавшись в Дюмон-д’Юрвиле, бумага и картон сжигаются, а остальные отходы сортируются и отправляются обратно в Европу или Австралию.
Станция «Конкордия»
Жилые помещения
Столовая
Во время летней кампании предусмотрена ротация из двух человек для мытья и уборки перед завтраком, мытья посуды перед ужином и обедом и мытья полов. Также есть ротация, но только один человек, для уборки общих помещений летнего лагеря. Мастерскую убирают в субботу днем.
Станция «Конкордия»
Гостиная
Гостиная приветствует жителей «Конкордии» в минуты отдыха: в их распоряжении бар, футбольный стол, библиотека и телевизор. Здесь также собираются участники летней кампании на еженедельный субботний брифинг.
Станция Concordia
Тренажерный зал
Станция Concordia
Спальня
Станция Concordia
+
Население
Годовой ритм работы сезона напрямую связан с возможностью перевозки оборудования и личного состава. Год делится на два периода:
- Летняя кампания, ориентировочно с октября по март. Его начало ознаменовано прибытием первых летних отдыхающих, за которыми вскоре следует прибытие зимовщиков следующего года.
- Период зимовки начинается, когда последний самолет покидает станцию с последними летними туристами на борту.
Во время летней кампании
Население станции «Конкордия» можно разделить двумя способами: путем разделения на французскую и итальянскую команды и путем выделения участников научных проектов из групп технического обслуживания станции.
Последние частично состоят из постоянных сотрудников Полярного института и ПНРА, а частично из персонала, набранного только для похода, но некоторые из них возвращаются в поход год за годом. Примеры включают в себя руководителя объекта (ведущая станция), научного координатора, техника, ответственного за установку, сантехника, инженера-электрика и техников B3D, секретаря, менеджеров по радио, повара и т. д., которые работают в паре с зимующий персонал.
Таким образом, часть зимующего персонала берет на себя полную ответственность только после ухода летнего персонала.
Во время зимовочной кампании
Зимой команда сокращается до костяка. Задача технической группы (технический руководитель, инженер-электрик, сантехник-теплотехник, механик) состоит в том, чтобы поддерживать работу станции, тогда как научная группа (компьютерщик, химик, врач ЕКА, астрофизик, гляциолог, атмосферный физик) отвечает за сопровождение научных проектов. Повар-стюард и доктор кормят и ухаживают за всеми.
+
Траверсы
«Траверс» — это конвой, который четыре раза в течение южного лета проходит расстояние между сооружениями Роберта Гийяра на побережье Земли Адели и станцией Конкордия, чтобы снабжать Конкордию продовольствием, топливом и оборудованием.
Жан-Ив Виту
Траверса состоит из трех серий тракторов Caterpillar MT 865 Challenger, которые прошли «зимнюю подготовку», т.е. специально модифицированы для работы при очень низких температурах. тянут караваны, топливные баки и контейнеры с едой и снаряжением, размещенные на санях.
Походная бригада состоит из 9-10 человек, включая врача. Караваны специально спроектированы для размещения команды и обеспечения их комфорта и безопасности во время этих переходов, которые в оба конца длятся от 20 до 25 дней.
- «живой» трейлер, в котором есть спальные места, лазарет, радиорубка, кухня и столовая.
- «энергетический» караван, в котором находится генератор (который снабжает караваны электроэнергией, а также поддерживает температуру двигателей трактора во время остановок), мастерская, установка для производства воды и ванные комнаты.
- Складской модуль, в котором хранятся расходные материалы и запасные части.
Траверс загружается в Robert Guillard, на площадке Cap Prud’homme на антарктическом континенте, куда груз предварительно направляется со станции Dumont d’Urville в 5 км и L’Astrolab. Затем он покрывает 1100 км (и 3300 метров высоты), разделяющих две станции, примерно за десять дней со скоростью в среднем от 60 до 120 км в день. Траверса может перевозить от 150 до 200 тонн груза.
Что касается телекоммуникаций, конвой оснащен станцией Iridium (электронная почта и телефон), терминалами Inmarsat-C и -M и традиционным КВ-радиопередатчиком. Каждую летнюю кампанию три колонны этого типа перевозят от 400 до 500 тонн оборудования и припасов. На обратном пути они берут с собой отходы со станции Конкордия.
Нелегко найти «след» между двумя пересечениями конвоя или двумя южными лета. Это возможно только при создании небольшой насыпи с помощью отвала планировочной машины. Транспортные средства, особенно тот, что находится во главе колонны, оснащены электронными навигационными системами, которые полагаются на использование GPS. Головная машина оснащена мощными фарами, которые позволяют видеть землю даже в условиях ограниченной видимости (белая мгла).
Чтобы колонна двигалась плавно, распределение нагрузки должно быть адаптировано к типам используемых саней и состоянию «пути», чтобы сохранить оборудование, оптимизировать расход топлива и сократить время в пути.
На обратном пути к Роберту Гилларду траверс загружается отходами со станции Конкордия, а по пути он собирает пустые топливные баки, брошенные во время пути наружу.
+
Перевозка персонала
Персонал станции, персонал зимовок и летних кампаний, ученые, технический персонал и специалисты по логистике прибывают на Конкордию самолетом. Некоторый персонал прибывает из Дюмон-д’Юрвиля после пересечения Южного океана на борту L’Astrolabe из Хобарта в Тасмании.
Жан-Ив Виту
Остальной персонал вылетает самолетом в Крайстчерч, Новая Зеландия или Хобарт через американские станции MacMurdo и итальянские Mario Zucchelli, иногда через австралийские станции Casey.
Рейсы выполняются на двух типах самолетов: Canadian Twin Otters и Baslers, которые также можно использовать для грузовых рейсов.
+
Научные и технологические цели
Гляциология и палеоклиматология: Европейская программа бурения льда EPICA (с участием 10 стран) сосредоточилась на 3200 м скопившегося льда на Куполе C и произвела реконструкцию истории климата за последние 800 000 лет. годы. Эта реконструкция играет важную роль в текущей работе МГЭИК по изменению климата в масштабах нашей планеты. Многочисленные подледниковые озера в этом районе также являются интересным направлением исследований. Эти небольшие подледниковые озера можно использовать для разработки новых технологий, которые позволят нам добиться успехов в изучении этих экстремальных условий. Наконец, ведутся исследования по поиску благоприятной площадки для ледникового бурения вблизи станции, где можно будет реконструировать климат более чем за полтора миллиона лет.
Химия и физика атмосферы: Точно так же крайняя изоляция объекта и его расположение под полярным вихрем делает его уникальным местом для изучения атмосферы, изменений в озоновом слое и общей циркуляции загрязняющих веществ и аэрозолей.
Астрономия: Исследования качества площадки, проведенные в Конкордии, показывают, что местонахождение Купола С особенно удобно для астрономических наблюдений, учитывая его уникальное географическое положение (близко к полюсу и на большой высоте) и чрезвычайно сухую, холодную и очень стабильная атмосфера с низким уровнем кислорода в воздухе. Похоже, это наиболее подходящая наземная площадка для работы с определенными типами телескопов, намного лучше, чем существующие площадки (например, в Чили), и, прежде всего, намного дешевле, чем космические телескопы.
Земная обсерватория: Учитывая, что в центре Антарктического континента почти нет станций, станция Конкордия является важным узлом в сети Земной обсерватории, которая имеет особенно слабое покрытие в этой части мира, будь то в области метеорологии (под управлением итальянцев), сейсмологии, земного магнетизма, химии атмосферы и т. д.
Инженерное дело и медицина: Очень изолированный участок с суровыми климатическими условиями, Купол С является лучшим местом для оценки методов и процедур, которые будут использоваться. в будущей работе на других планетах и для проверки того, как небольшие группы людей постоянно адаптируются к условиям, аналогичным тем, которые встречаются на космических кораблях или орбитальных станциях.
Технологии: Из-за экологических ограничений необходимо разработать инновационные технологии и процессы для оборудования станции и наземных конвоев, чтобы повысить их эффективность и производительность.
+
Ящик для инструментов
БОЛЬШОЙ ПОЛЯРНЫЙ ТЕЛЕСКОП — Станция КОНКОРДИЯ
Конкордия расположена в Куполе С в самом сердце Антарктического континента. Он находится в совместном владении и управлении французского Института Поля Эмиля Виктора (IPEV) и итальянского Национальное агентство по новым технологиям, энергии и экономическому развитию ENEA ( ранее PNRA ).
Эта станция предназначена для мирных исследований в различных областях науки (метеорология, атмосферные науки, галоциология, астрономия и др. )
В 1993 году Франция и Италия приняли решение о создании новой постоянной станции, расположенной внутри континента. В то время как по периметру континента Антарктида расколота на 44 станции, на ней существовало всего 2 континентальные станции: Амундсен-Скотт (США) и Восток (Россия).
Место для купола C [Положение: 75°06′ ю.ш. — 123°21′ в.д., высота: 3200 м] было выбрано в соответствии с несколькими научными критериями:
наличие толстого ледяного щита (толщиной 3300 метров), получить архив климата планеты и восстановить межледниковые циклы за более чем 800 000 лет. Европейский план бурения льда EPICA (Европейский проект бурения ледовых кернов в Антарктиде) был первым этапом научной установки на Куполе С в 1996. С этого времени летний лагерь используется ежегодно в течение короткого южного лета (в ноябре в феврале).
особенно стабильная, чистая и сухая, идеальная атмосфера для астрономических наблюдений и изучения химического состава нижних и верхних слоев атмосферы.
расположен на большом удалении от береговых возмущений, благоприятен для наблюдений за магнетизмом и сейсмологией, дополняя всемирную сеть данных, почти не регистрируемых в южном полушарии. Задача Concordia — позволить международному научному сообществу проводить уникальные программы исследований и наблюдений в различных областях научных исследований.
После важного этапа испытаний материалов и сборки металлической архитектуры в 2002 году после подготовки площадки началось строительство. Эта постройка была завершена всего за 3 летних похода. Потребовалась доставка более 3.000 т техники наземным транспортом (походом). Перезимовка франко-итальянской команды состоялась в 2005 году. Считавшаяся квалификационной кампанией, она позволила перезимовавшему персоналу завершить внутреннюю настройку станции. (из ИПЭВ)
Именно с этой станции бурение ледяного каротажа (EPICA) длиной более 3000 метров позволило описать изменение климата за последние 800 000 лет.