Самая большая научная площадка на планете
Почти тридцать стран занимаются в Антарктиде научными исследованиями, то и дело сообщая о новых открытиях. Какие научные проекты сейчас интересуют учёных, нам рассказал начальник Российской антарктической экспедиции (РАЭ) с 1991 по 2017 гг. Валерий Владимирович Лукин.
Казалось бы, Договор об Антарктике 1959 г. открыл широкие возможности для взаимодействия учёных из разных стран, но тут в дело вступил один из законов диалектики: закон о единстве и борьбе противоположностей.
«Международное сотрудничество, безусловно, приносит пользу, – поясняет Валерий Владимирович Лукин. – В частности, позволяет использовать наиболее продвинутые технологии своих партнёров в исследованиях и помогает сократить расходы. Но при этом страны-партнёры попадают в абсолютную зависимость друг от друга.
Например, в Антарктике действует лишь одна совместная станция – итало-французская на Куполе Конкордия («Concordia»).
Это не единственный пример: антарктические программы Норвегии, Германии и Бельгии в складчину арендовали в Дании транспортное судно ледового класса для снабжения своих антарктических станций. Но в силу целого ряда обстоятельств судно совершало обход этих станций в определённой последовательности. Сначала оно заходило на норвежскую станцию, потом – на германскую, под конец – на бельгийскую. Потом очередным обходом – обратно на германскую, на норвежскую и в Европу. В результате самые продолжительные сезонные операции получались у Норвегии, а самые короткие – у Бельгии. При этом расходы делились на три равные части, и Бельгия оказалась не заинтересована в таком раскладе.
«Да и в случае научных открытий всё не так гладко, – добавляет Валерий Владимироваич. – Как определить, какой стране принадлежит слава первооткрывателя в случае совместных работ? Взять исследования крупнейшего подледникового озера Восток, которое мы обнаружили в 1996 году. Изначально были попытки сделать проект международным: в бурении принимали участие французы и американцы. Но последним очень важно быть во всём первыми, поэтому они вышли из проекта, предпочитая изучать маленькие озёра около своих станций. С французами мы в 2004 году подписали Соглашение о создании Европейского научно-исследовательского объединения (ЕНИО), и какое-то время в состав научных групп входили учёные из НИИ и университетов обеих стран.
Актуальные темы научных исследований в Антарктиде
- Исследования современных изменений климата. В них входят метеорологические, гляциологические и океанологические исследования, а также биологические наблюдения, поскольку показатели биоразнообразия находятся в зависимости от климатических изменений.
- Палеоклиматические изменения по данным ледяных кернов и осадков антарктических водоёмов. Учёные изучают изменения за многие тысячи лет и составляют модели изменчивости, чтобы предсказывать возможные колебания климата в зависимости от вариаций космофизических факторов. Антарктида – единственное место на Земле, где на изменения климата не влияют антропогенные факторы (нет ни промышленных предприятий, ни сельского хозяйства, ни активных транспортных схем, ни крупных урбанистических поселений, провоцирующих парниковый эффект).
Поэтому здесь можно отследить воздействие космофизической компоненты в чистом виде и понять, какую роль в изменениях климата играет солнечная активность, а какую – человеческое вмешательство.
- Наблюдение за космической погодой, которая формирует в магнитосфере Земли приходящие потоки энергетически заряженных частиц Солнца, именно эти потоки формируют магнитные бури и Полярное сияние, нарушающее все виды радиосвязи, работу искусственных спутников Земли. Они также серьёзно влияют на физиологию человеческого организма (недаром в последнее время, когда передают прогноз погоды, говорят и о геомагнитной обстановке). Станция «Восток» построена в районе южного геомагнитного полюса, где сходятся силовые линии межпланетного магнитного поля нашей планеты, по которым и направляется солнечная энергия к поверхности Земли. Благодаря этому на станции «Восток» можно регистрировать эти физические явления наиболее эффективно.
- Изучение биологического разнообразия живых организмов, обитающих в наиболее экстремальных природных условиях.
- Изучение биоразнообразия океана. Биоразнообразие Южного океана резко отличается от континентального: большое количество и видовой состав китообразных, плавниковых рыб, видов планктона, бентоса – так называют совокупность организмов, обитающих на дне. Например, количество криля (мелких антарктических рачков) настолько велико, что добыча 50-70 млн тонн в год практически не отражается на восстанавливаемых естественным путём биозапасах.
- Геологические исследования. В соответствии с Протоколом по охране окружающей среды в Антарктике, геологическая разведка и добыча полезных ископаемых до 2048 г.
находится под запретом. В связи с этим геологи исследуют историю возникновения Земли как планеты и Антарктиды как самостоятельного материка, а также распределение горных пород и минералов, их закономерности. Важным направлением исследований остаётся оценка запасов минеральных и углеводородных ресурсов, которая позволит прогнозировать политико-экономические действия нашего государства на этих мировых рынках. Для нашей страны добыча и продажа полезных ископаемых – заметная статья доходной части федерального бюджета, поэтому такие прогнозы имеют большое значение. - Антарктида как модель космоса. Современные российские средства контроля за околоземным космическим пространством за счёт кривизны Земли не позволяют наблюдать его к югу от параллели 30 градусов южной широты. Это результат сферичности нашей планеты. В начале XXI века специалисты Роскосмоса установили в Антарктиде, единственном месте, где это возможно, 3 автоматических станции дифференциальной коррекции параметров орбит спутниковой группировки навигационной системы ГЛОНАСС.
- Моделирование условий длительных космических полётов. Прежде всего, это исследования психологических и физиологических изменений человеческого организма в условиях длительной изоляции. Специалисты Института медико-биологических проблем РАН начали работу в этом направлении ещё во времена СССР, когда известный отечественный телеведущий Юрий Сенкевич зимовал на станции «Восток». В те годы он изучал проблемы адаптации человеческого организма к длительным космическим полётам. Природные условия Антарктиды позволяют проводить испытания в условиях, максимально приближенных к условиям космических исследований. Например, средняя температура поверхности Марса минус 90 градусов, температура на станции «Восток» достигает минус 89 градусов.
Минимальное атмосферное давление внутри космических аппаратов (440 мм рт. ст.) определено по данным метеонаблюдений на станции «Восток». Полярники этой станции находятся в 9-месячной изоляции, лишённые любых контактов с внешним миром, кроме средств радиосвязи. Помимо медико-биологических исследований проводятся испытания космических материалов и технологий, инженерных конструкций и пр. - Исследования древнейшего льда. Добытые на глубине 3769 м керны льда, возраст которых свыше четырёх-двадцати тысяч лет, позволяют изучить прошлое изменений климата Земли, чтобы научиться прогнозировать дальнейшие климатические циклы планеты.
Поэтому здесь можно отследить воздействие космофизической компоненты в чистом виде и понять, какую роль в изменениях климата играет солнечная активность, а какую – человеческое вмешательство.
Млекопитающие на континенте не обитают, биоразнообразие ограничено. В основном это микроорганизмы – бактерии, вирусы, водоросли и т. п. Если говорить о флоре – лишайники и мхи. В конце ХХ века появилось научное направление, известное как биоразведка, оно посвящено исследованию генетических характеристик живых организмов, проживающих в экстремальных условиях природы. В дальнейшем можно использовать полученные данные для разработки фармакологических препаратов нового поколения.
Они помогают отслеживать и анализировать параметры вращения и изменения орбит космических аппаратов. В ближайшие годы планируются расширения этой наземной контрольной сети за счёт включения в неё аналогичной аппаратуры на станциях «Мирный» и «Русская».
Беседовала Ольга Ладыгина
7 фактов о том, как живут люди в Антарктиде (Минус 80 °C, и нельзя писать в душе) / AdMe
Антарктиду называют «Белым Марсом» из-за суровых условий. В 2005 году там построили французско-итальянскую научную станцию «Конкордия», на которой проводит свои исследования Европейское космическое агентство (ESA).
Одновременно на станции в условиях изоляции, экстремально низких температур и недостатка света и кислорода живут и работают около 60 человек, которые прошли многомесячную подготовку, а срок работы тут — 9–12 месяцев. Сама станция — это 2 цилиндрических здания: первое из них называется «тихим», так как там находятся лаборатории, жилые помещения и госпиталь, второе — «шумным»: в нем расположены мастерские, спортзал, склады, столовая, кинотеатр и комната отдыха.
ADME рассказывает о станции «Конкордия» и о том, как там живут люди.
1. Средняя температура в Антарктике — минус 50 градусов. Самая низкая — минус 80
© C. Possnig, C. Verseux / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
Даже летом в некоторых районах Антарктиды температура не поднимается выше —30 °С. Здесь не могут существовать многие обычные бактерии, а чтобы просто выйти на улицу, здесь приходится надевать несколько слоев теплой одежды, специальную обувь, объемные варежки и очки: все вместе это не легче, чем костюм астронавта.
«Конкордия» находится на высоте 3 300 м над уровнем моря, поэтому воздух здесь разрежен, а значит, в нем меньше кислорода. А еще он идеально чист и абсолютно не имеет запаха. Вернувшись на Большую землю, исследователи описывают свой шок от обилия и силы запахов, даже просто когда идешь по улице.
2. 4 месяца в году люди живут в темноте
© C. Possnig / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
В Антарктике нет дня и ночи в традиционном понимании: зимой солнце здесь не встает из-за горизонта, а летом не садится ниже него. 4 месяца люди проводят в темноте. Из-за этого сбивается суточный ритм и иногда бывает сложно заснуть или поесть — кажется, что ты обедаешь в середине ночи. Первое появление солнечных лучей — здесь настоящий праздник: все бросают свои дела, забираются на крышу и наблюдают, как впервые за 4 месяца восходит солнце.
3. Ближайший супермаркет — в 4 000 км
© M. Giorgioni / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
«Конкордия» находится дальше от цивилизации, чем МКС, и добраться туда непросто: крупногабаритные грузы привозят санным караваном (доставка занимает 10–12 дней), а небольшие грузы и продукты доставляются самолетами, созданными специально для эксплуатации в условиях экстремальных температур.
Несмотря на то что ближайший супермаркет находится в 4 000 км от «Конкордии», это не значит, что исследователи сидят на хлебе и воде: здесь едят мясо, рыбу, молочные продукты, свежие фрукты и овощи, а члены многонациональной команды готовят свои традиционные блюда — лягушачьи лапки или борщ. Многие продукты хранят замороженными, а яйца, например, — натертыми парафином.
Алексей Екайкин, гляциолог (ученый, который изучает свойства льда) из России, делится своими впечатлениями от пребывания на станции: «Об уровне снабжения говорит такой факт: буквально сегодня по внутренней электронной рассылке всем жителям станции пришло письмо о том, что на „Конкордии“ закончился запас свежего молока, и до прибытия новой партии придется, увы, обходиться порошковым. В центре Антарктиды кончилось свежее молоко, вот беда-то!»
4. Зимой станция полностью отрезана от мира
© A. Razeto / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
Зимой выбраться с «Конкордии» невозможно: никакого сообщения с Большой землей нет и, если случится что-то непредвиденное, рассчитывать придется только на себя.
Поэтому здесь есть хорошо оборудованный госпиталь, а значительная часть станции отведена под склады с едой. Продукты хранятся также в запасниках возле станции.
Обычно зимовать остаются около 15 человек, поэтому у многих здесь 2 специальности — например, сантехник может ассистировать в операционной, а шеф-повар одновременно и пожарный.
5. На «Конкордии» изучают, как суровые условия влияют на людей. Это нужно для будущих полетов в космос
© M. Buttu / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
Ощущение полной изоляции приводит к стрессу и разным психологическим сложностям — от рассеянности до депрессии, но и они являются предметом изучения: ученые считают, что эти знания также помогут подготовить людей к долгим космическим перелетам, усовершенствовать летательные аппараты и продумать, какими будут первые станции на Луне и Марсе. Все члены команды ведут видеодневники и постоянно носят специальные часы, которые фиксируют время сна и бодрствования и отслеживают, кто, сколько и где проводит время, с кем общается.
Затем информацию анализируют, чтобы отследить изменения в поведении людей.
Кроме этого, на станции параллельно ведутся около 20 научных проектов: здесь работают сейсмологи, астрономы, метеорологи, климатологи, физики и гляциологи.
6. На станции умеют не только работать, но и развлекаться
© A.Razeto / PNRA / IPEV
Сотрудники станции любят интересный досуг: исследователи проводят экскурсии по своим лабораториям и рассказывают другим о своей работе, играют в баскетбол на снегу, любят дискотеки и костюмированные вечеринки. Иногда команда по видеосвязи отвечает на вопросы школьников и студентов, а на Рождество запросто может позвонить по скайпу президент Италии.
Многие стараются общаться с иностранными коллегами, чтобы подтянуть язык, ведь здесь по-настоящему многонациональная команда: шведы, французы, итальянцы, англичане и русские.
7. На «Конкордии» запрещено писать в душе
© C. Verseux / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
Воду на «Конкордии» делают из снега.
Для того чтобы его растопить, нужно много топлива, поэтому воду экономят: после использования в умывальниках и душах вода проходит очистку и подается туда вновь. По этой причине свое мыло и гель для душа использовать нельзя: здесь всем выдается специальное средство 3 в 1, совместимое с системой очистки. Также в душе нельзя писать, так как система не справляется с переработкой таких продуктов жизнедеятельности. Если контролеры обнаруживают в воде повышенное содержание аммиака, на общем собрании обязательно сообщают об этом и просят так больше не делать.
Небольшую видеоэкскурсию по «Конкордии» можно посмотреть здесь.
А вы бы решились поехать в Антарктику?
Фото на превью C. Possnig, C. Verseux / ESA / IPEV / PNRA / Flickr
AdMe/Наука/7 фактов о том, как живут люди в Антарктиде (Минус 80 °C, и нельзя писать в душе)
На что похожа жизнь на станции Конкордия в Антарктиде, самой отдаленной части мира
Во имя науки, в настоящее время на краю света живут три женщины и 10 мужчин.
За пределами станции Конкордия в Антарктиде средняя температура составляет около -70°C (-94°F). Экипаж, прибывший из Франции, Италии, Швейцарии и Великобритании, окружен 1000 километрами снега во всех направлениях. Другие люди, тоже на другой научной базе, в 600 километрах. Учитывая сезон, экипаж не видел солнца четыре месяца.
Однако у них есть доступ к Интернету, который они использовали, чтобы отвечать на вопросы пользователей Reddit. Ниже приведена слегка отредактированная подборка некоторых вещей, которые они говорили о жизни в такой суровой, ледяной изоляции.
Объявление
Как вы получаете воду, электричество и интернет?
Электричество производится дизельными генераторами, а тепло получается как побочный продукт. Здесь есть электростанция, и топливо поступает на станцию по суше, который летом проходит 1300 километров от побережья.
Доступ в Интернет осуществляется через спутниковое соединение со скоростью 512 кбит/с.
Это непоследовательно, и у нас его нет на наших персональных компьютерах. У нас есть два компьютера, на которых мы можем использовать Skype.
Проверочный знак Reddit. Изображение: EPA/IPEV/PNRA
Реклама
Как вы избавляетесь от сточных вод?
У нас есть установка по переработке сточных вод, которая является прототипом той, что используется на Международной космической станции. Я проверяю качество воды каждые 2 недели в своей лаборатории. Мы добавляем к этому запасу воды таяние свежего снега.
Как вы изучаете, что происходит с экипажем во время миссии?
Мы находимся здесь на высоте 3233 метра, что делает нас альпийским эквивалентом 4000 метров, поэтому мы испытываем гипоксию. У нас есть анализатор газов артериальной крови, и мы берем образцы капилляров и вен, чтобы оценить нашу адаптацию к гипоксии через определенные промежутки времени после прибытия.
Реклама
Психологические аспекты зимнего опыта представляют значительный интерес для Европейского космического агентства.
Раз в неделю команда делает запись в видеодневнике о своем опыте, который будет анализироваться не только на предмет сказанного, но и на язык тела и частоту определенных слов.
Мы также носим часы для активности, которые определяют, где находится экипаж на базе, а также их взаимодействие с другими членами экипажа. На основе этих данных мы надеемся отслеживать предпочтения членов экипажа в отношении того, как они проводят время (то есть больше времени в социальных местах или личных зонах), с какими членами экипажа они взаимодействуют и как это может меняться со временем.
Как долго человек может продержаться на улице при такой температуре даже в защитном снаряжении?
Каждый день мы выходим на улицу пешком, заботясь о научных приборах, которые обычно находятся в круге диаметром 2 километра от станции. У нас есть отапливаемые (8 ° C) укрытия рядом с приборами с устройствами сбора данных и компьютерами, чтобы согреться, когда нам холодно. Стратегия одевания основана на множестве слоев одежды, и дышать воздухом следует только через, скажем, шарф.
Если вы работаете в тонких перчатках с отверткой, например, вы можете сопротивляться только несколько минут и после того, как ваши пальцы замерзнут.
Реклама
Кто-нибудь когда-нибудь рождался в Антарктиде? Какой они будут национальности?
Да, люди родились в Антарктиде, но не в Конкордии. Я полагаю, что они были бы гражданами станции, на которой родились. Договор об Антарктике запрещает любые территориальные претензии.
Что вы делаете в свободное время?
Мы все помогаем в выполнении коммунальных работ, например, в уборке и мытье посуды. У нас есть тренажерный зал и видеозал. Мы также проводим множество конференций по Skype и проводим информационно-просветительские мероприятия для образовательных учреждений и музеев (например, на Reddit!). Летом на открытом воздухе проводится множество спортивных мероприятий. Недавно мы участвовали в трансантарктическом турнире по дартсу с другими базами.
Реклама
Члены экипажа встречаются?
За зиму здесь не было никаких отношений. Отношения в такой маленькой группе могут быть сложными.
Холодная, долгая поездка: поездка на тракторе к антарктической станции Конкордия — Институт морских и антарктических исследований
После напряженного лета на антарктических льдах ряд IMAS, Antarctic Gateway Partnership (AGP) и ACE CRC сотрудники и студенты вернулись домой в Тасманию. Это третий в нашей серии рассказов об их проектах и опыте (Все фото: Миранда Нибур).
По приглашению Французского полярного института IPEV (Institut polaire francais Paul-Emile Victor) кандидат наук Миранда Нибур присоединилась к колонне снабжения на удаленную франко-итальянскую антарктическую исследовательскую станцию Конкордия.
Конкордия находится в 1100 километрах от ближайшей исследовательской станции на побережье и расположена в глубине суши на высоте более 3200 метров.
Покидая французскую базу Кап-Прюдом возле береговой исследовательской станции Дюмон-Дюрвиль 19В январе в походе RAID63 участвовали девять мужчин и две женщины, а также восемь тракторов, буксировавших груз из топливных баков, контейнеров с научным оборудованием, продовольствием и жилыми единицами.
«Первые несколько дней я просто не могла поверить, что еду на тракторе в Антарктиде», — сказала г-жа Нибур.
«Потребовалось некоторое время, чтобы избавиться от странной, постоянной мысли: «Я вожу трактор. В Антарктиде!»
«Что ты делаешь по 11 часов каждый день на тракторе, 11 дней, чтобы добраться до станции Конкордия? Это скука, но в то же время сплошное волнение.
«Как вы проводите долгие часы в одиночку на тракторе? Музыка. Больше музыки. Дверь открыта, дверь закрыта. Окно открыто, дверь закрыта. Пение вслух. Глаза на трассе и оставаться на трассе. Фотосъемка. Жевательная резинка. Жевательная резинка. И продолжай оставаться сосредоточенным».
«Антарктика известна как континент мира и науки, но присоединение к походу также показало мне важность логистики для поддержки науки, но в то же время для обеспечения устойчивости человеческой жизни в глубине континента.
Чтобы выжить в Антарктиде, нужно двигаться, нужно движение.
«Это нечеловеческая среда. С одной стороны, нам не суждено было быть там, но в то же время у Антарктиды есть чему поучиться и чем поделиться с остальным миром».
Междисциплинарное исследование г-жи Нибур посвящено «антарктическим интерьерам», перемещаясь между антарктическими исследованиями, литературой и архитектурой, исследуя внутренние пространства и недра в экстремальных условиях Антарктики. Проектом руководят адъюнкт-профессор Элизабет Лин (IMAS/гуманитарные науки) и адъютант/профессор Стивен Лу (UNSW).
Путешествие на Конкордию дало г-же Нибур уникальную возможность исследовать различные интерьеры в разных масштабах: кабину трактора, мобильные жилые помещения, более постоянные интерьеры исследовательской станции, обширное пространство континентального интерьера и личный опыт. походной бригады. Она записала свое путешествие, сделав фотографии, видео и полевые заметки.
«В интерьере так много всего происходит и буквально движется.
Есть время, когда вы ждете, ждете, ждете, готовитесь к действию. И тогда дела начинают идти в спешке. Время и сжимается, и расширяется, ускоряется и замедляется.
«На антарктических станциях и в походах бывают периоды однообразия, бывают моменты резких перемен. Вы должны двигаться сразу же, с полным напряжением, чтобы организоваться безопасным и быстрым способом.
«На своем тракторе я передвигался между двумя станциями. Конвой вез товары. В походе я ежедневно переходил из контейнера в блок контейнеров. Встречаясь со вспомогательным персоналом и исследователями разных национальностей, я перемещался между различными профессиональными областями и исследовательскими дисциплинами в Антарктиде.
«Время в Антарктике и движения, происходящие в пути, помогают мне в исследованиях. Антарктида помогает мне переосмыслить понятие внутренней части, которая традиционно считается фиксированной и стабильной».
Станция Конкордия на Куполе С удалена даже по антарктическим стандартам.