РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Brainy is sexy: профессор Сколтеха и эксперт по космической погоде Татьяна Подладчикова — о том, почему наука — это модно

Зачем нам прогноз погоды на Солнце и почему наука – ничто без красоты
Тэги:
Татьяна Подладчикова
Татьяна Подладчикова
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Татьяна Подладчикова — старший преподаватель Космического центра Сколковского института науки и технологий, кандидат технических наук и лауреат международной медали имени Александра Чижевского по космической погоде и космическому климату. Космическая погода и космический климат — ниша достаточно узкая, а потому настоящих экспертов в ней не так-то много. Татьяна одна из них. Однако свою деятельность она исследованиями и преподаванием не ограничивает и совсем не похожа на тот образ современного ученого, который подарила нам «Теория большого взрыва». Мы поговорили с ней о том, почему погода в космосе должна волновать не только узконаправленных специалистов и как наука становится модной.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

О своем пути к науке

В начале пути сложно понять, что тобой движет. Меня очень вдохновила история о двух космических аппаратах «Вояджер», которые были запущены в космос в 70-х годах с целью исследовать солнечную систему за ее пределами. На случай встречи с разумной жизнью где-то в космосе на спутники поместили информационную пластинку, покрытую золотом, для защиты от космической пыли. На ней написано «Здравствуйте, приветствую вас» на 55 языках, в том числе и на русском. Также там есть записи музыки Баха, Бетховена, Стравинского, Чака Берри и множество фотографий: Земли, Солнца, людей, структуры ДНК и т.д.  Впервые в истории человечества спутники пересекли границу гелиосферы – гелиопаузу. Это зона, до которой Солнце достает своими щупальцами. За эту границу солнечный ветер, непрерывный поток заряженных частиц от Солнца, уже не распространяется. Впервые спутник, созданный руками человека, коснулся чего-то не принадлежащего нашей солнечной системе, столкнулся с межзвездным ветром. Это одна из самых величайших космических миссий в истории человечества, силы и смелости человеческой мысли.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Мой путь начался с Солнца, когда мне случайно предложили спрогнозировать силу 11-летнего цикла солнечной активности, а также разработать метод прогнозирования геомагнитных бурь. В результате родилось два новых сервиса космической погоды, которые работают в реальном времени уже более 10 лет. Человеку и всем живым существам присуще любопытство, которое заставляет его идти дальше. Новое знание вдохновляет, несет силу и красоту. В научных исследованиях очень важно помнить о красоте. И меня глубоко трогает и вдохновляет красота нашего объекта исследования – Солнца.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

О работе в Сколтехе

Каждую секунду Солнце превращает 600 миллионов тонн водорода в гелий. В этот момент Солнце преобразует 4 миллиона тонн материи в энергию! Эта энергия – основной источник света, тепла и благоприятной жизни на Земле. Но в то же время Солнце – это источник мощных выбросов, которые вызывают сильные возмущения на Земле и в околоземном космическом пространстве. И наша работа заключается в изучении настроения Солнца, как это настроение передается Земле и как защищать наше общество и технологии в космосе и на Земле от опасностей космической погоды.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Космическая погода – это новая прикладная наука. Она требует постоянного мониторинга деятельности Солнца и космического пространства и направлена на разработку операционных служб. Однако нам предстоит проделать немалый путь, прежде чем мы сможем до конца разобраться в том, что происходит на Солнце и понять все тонкости взаимодействия между Солнцем и Землей. Поэтому в Сколтехе мы не только разрабатываем новые сервисы космической погоды, но также изучаем, почему на Солнце происходят вспышки, чем нам грозят мощные солнечные выбросы и магнитные облака, куда дует солнечный ветер, почему случаются геомагнитные бури. 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Кадр из фильма "Интерстеллар", 2014

Об обычном дне профессора

Итак, множество вопросов, которые надо решить профессору. Ответить на входящие административные вопросы, отшутиться от гор документации и отчетов, пообщаться со студентами, дать несколько ценных наставлений, поддержать морально, откорректировать несколько текстов. Провести пару-тройку встреч, лекций и консультаций. Мягко подтолкнуть студентов и аспирантов, чтобы они серьезнее относились к своим дипломам, через несколько часов подтолкнуть настойчивее и строже. Обсудить с коллегами новую кампанию солнечных наблюдений и предстоящий доклад на конференции. Вспомнить о том, что ты пропустил обед. И только под вечер сесть спокойно заниматься своими научными задачами, статьями и насладиться сполна теми немногими знаниями, которые позволяет нам открыть природа. Отдых, конечно же, приятно провести на свежем воздухе и в компании друзей. Обсудить события и приятные радости.  

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

О том, почему надо изучать космическую погоду

Космическая погода оказывает непосредственное влияние на технологические системы и человека в космосе и на Земле. Со стремительным развитием технологий это влияние будет неуклонно возрастать. В 1859 г. из-за событий на Солнце произошла одна из самых мощных геомагнитных бурь за всю историю наблюдения. В Северной Америке и Европе из строя был выведен телеграф, а в те времена — это основное средство связи для ведения бизнеса и личных контактов. Если подобное событие произойдет в наши дни, то современные устройства никак не защищены. Мы окажемся без электричества, телевидения, интернета, радиосвязи. И как раз в июле 2012 г. на Солнце произошел выброс энергии, сравнимый с событием в 19 веке, но нам повезло, потому что эти выбросы не задели Землю. По оценкам специалистов, ущерб от подобного экстремального события может составить несколько триллионов долларов и восстановление инфраструктуры и экономики займет до 10 лет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В 1989 г. мощная геомагнитная буря из-за активных событий на Солнце привела к отключению электричества в Квебеке, почти на сутки без тепла, света и радиосвязи остались 6 миллионов человек. Финансовые потери составили около 300 млн. долларов.   А в октябре и ноябре 2003 г. мощные геомагнитные бури привели к фактически мгновенному сбою радиокоммуникаций по всему миру, сбою работы GPS и телевидения, отключению сотовой связи в некоторых странах мира.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В ближайшем будущем аппаратура, роботы и люди направятся в космос, на Луну и чуть позже на другие планеты, к астероидам и обратно. Это невероятное освоение космоса должно быть безопасным. Нужно защищать нашу технику и человека от космических бурь и экстремальных условий, от которых не защищены в космосе ни техника, ни мы. Не защищены так хорошо, как на Земле, хотя и на Земле мы не всегда защищены, особенно техника и средства коммуникации. Точное знание космической погоды обеспечит безопасность человека и техники в ближнем космосе, в солнечной системе и на Земле. Хороший капитан не выведет свой корабль в море во время шторма!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Во многих странах космическая погода включена в национальный план управления рисками стихийных бедствий. Основные пользователи сервисов космической погоды – это разработчики и операторы спутников, организации, связанные с космическим туризмом, а также полетом человека в космос, космические страховые компании, авиакомпании, операторы электростанций и трубопроводов, ученые и инженеры. 

Спутники уже очень прочно вошли в нашу повседневную жизнь и широко используются для организации связи, навигации, наблюдения Земли, мониторинга погоды и климата и других задач. Сейчас вокруг Земли летает более 4000 тыс. спутников. Во время мощных активных событий на Солнце тысячи спутников могут выходить из строя, мощная бомбардировка частицами съедает и разрушает электронные органы спутника. Поэтому во время повышенной солнечной активности спутники могут переводить в резервный режим, выключать чувствительное оборудование и прекращать любые спутниковые маневры.  Ведь потеря и перезапуск спутника – это миллиардный бюджет.  

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Кадр из фильма "Я — начало", 2014

Активные события на Солнце могут привести к нагреву верхней атмосферы Земли, ее размер увеличивается, разбухает, и в итоге спутники тормозятся, сходят с орбиты или даже падают. На пике солнечной активности каждые 2-3 недели могут осуществляться маневры для поддержки орбит спутников.  Когда спутник сходит с орбиты и встречается с космическим мусором, даже маленькая частичка, меньше 1 см, летящая на огромной скорости, может действовать как бомба при столкновении с космическим аппаратом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С момента запуска в космос первого спутника в 1957 году на орбиту вокруг Земли, Солнца и других небесных тел было размещено боле 41 500 тонны искусственных объектов. С тех пор большинство объектов — корпуса ракет, большие куски космического мусора — вернулись обратно в атмосферу Земли неконтролируемым образом. Это подвергает опасности людей и объекты инфраструктуры на Земле. Поэтому в настоящее время ведутся работы по прогнозированию солнечной активности для оценки времени возвращения космических аппаратов на Землю, корректировки орбит спутников, предупреждения столкновений, моделирования космического мусора.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Также во время активных солнечных событий могут возникать перебои в связи, навигационный сигнал может ошибаться на сотни метров или вовсе ослепнуть.  Например, 4 ноября 2015 г. солнечная вспышка привела к остановке работы авиасообщения в Швеции из-за нарушения радиосвязи и работы радиолокационных систем. А 10 сентября 2017 г. на Солнце произошла одна из самых мощных вспышек на Солнце за последние 12 лет. Космонавты на борту МКС вынуждены были перейти в специальное укрытие на борту станции, в котором разной электроники больше и стены толще. В условиях высокой солнечной активности маршрут может быть изменен, или рейс может быть отменен, особенно если это перелеты на высоких широтах, в полярные регионы. Во время вспышки на Солнце человек может получить дозу радиации больше, чем 100 флюорографических обследований. Но такие мощные вспышки происходят достаточно редко, может быть один раз в 11 лет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Возмущения магнитного поля Земли во время магнитных бурь приводят к тому, что во всех длинных проводящих системах возникает электрический ток. Также воздействие на энергосистемы может быть очень серьезным.  Геоиндуцированные токи втекают в заземления станций и изнутри разрушают всю инфраструктуру, в итоге перегорают трансформаторы – так было в Квебеке в 1989 году. В трубопроводах нарушается защита от коррозии, они ржавеют и выходят из строя.  Обычно трубы служат 15 лет, но уже через 3 года появляются коррозийные пятна, ток нарушает антикоррозийную защиту. На железной дороге зеленый свет светофора может спонтанно переключиться на красный. В итоге все поезда стоят. В 1972 г. активные события на Солнце привели к самопроизвольному срабатыванию морских мин у побережья Вьетнама. Мины среагировали на резкое изменение магнитного поля Земли, как будто на проплывающие рядом корабли.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На Земле мы находимся под надежной защитой магнитного поля Земли. Человек  приблизительно 20% своей жизни проводит в условиях геомагнитных бурь. Мы об этом не думаем. На максимуме солнечной активности может быть около 50 бурь в году.  Система Солнца-Земля находится в равновесии, и все живое на Земле адаптировалось к этим условиям. Для здоровых людей это не страшно. Однако реакция у людей с проблемами со здоровьем и более слабой адаптацией может быть иная. Количество вызовов скорой помощи может увеличиваться на 20% во время повышенной геомагнитной активности.

О профессиональных амбициях

Наш мир обладает хорошей акустикой, и многие прекрасные идеи могут прийти не одному человеку, а сразу нескольким исследователям. Всем известная история с изобретением лампочки. Да, конечно, хочется сделать великое открытие или решить важную задачу, но не для того, чтобы продемонстрировать превосходство, а для того, чтобы найти ответ, чтобы сделать нашу жизнь лучше. И это стремление и любопытство, которое толкает тебя вперед каждый день, нельзя назвать амбицией. Это движущий импульс, который вдохновляет на поиск, ошибки, изучение, размышления, решения. Настоящий успех — это когда мы можем получить новое полезное знание, ведущее к пониманию сути наблюдаемых явлений, контролю и прогнозированию будущего развития событий, а также надежным решениям, принимаемым на основе полученных результатов. Я бы сравнила это с альпинизмом. Почему альпинист идет в гору? Откуда у него такая неистовость и стремление к познанию? Откуда у него жажда увидеть неизведанное? Несмотря на риски и опасности, он все равно идет. И очень важно сохранить этот движущий импульс на этом пути.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

О том, как заинтересовать наукой молодое поколение

Самое главное — это вдохновить. Все, что существует в нашем мире, согласно Платону, начинается с идеи.  Платон также рассуждал о потенциале общества, способного генерировать и воплощать эти идеи. Человеку свойственно развиваться, человека всегда будет тянуть в неизведанные области, как и во внешнем космическом, так и во внутреннем интеллектуальном пространстве. Я думаю, что у нашего общества есть огромный потенциал создавать достойные и интересные идеи. Важно это сохранять, развивать, и готовить подходящую смену, которая все сделает еще лучше. Тем не менее, научная работа — это большой труд. И те, кто начинают заниматься наукой, должны по-настоящему любить свое дело. 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Кадр из фильма "Прибытие", 2016
Кадр из фильма "Прибытие", 2016

Наука — это модно?

Наука присутствует в нашей жизни каждый день, в наших мыслях и делах. То, как мы живем — это результат развития науки. Когда вы включаете свет в доме, вы же даже не задумываетесь о том, что когда-то много лет было посвящено разработке электричества. Электричество, интернет, медицина, телефон, автомобиль, самолёты, фильмы — все это результаты научных открытий.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Да, наука становится модной. Сейчас популярно создавать искусство с помощью науки, шить одежду из новых типов ткани. Снова в умы граждан возвращается мечта о космосе, мечта стать космонавтом, полететь на Марс. Каждый следующий шаг в науке делает нашу жизнь лучше. Например, цифровой фотоаппарат пришел в нашу повседневную жизнь из космических технологий, когда нужно было научиться делать фотографии в космосе с помощью телескопов.

О популяризации науки

Любопытный человек способен задавать себе вопросы и искать на них ответы. Открытия в науке дают импульс человеческой мысли. Паровоз вдохновлял живописцев и музыкантов, теория Дарвина подтолкнула к изучению генетики, мечты Константина Циолковского привели к созданию реактивного двигателя, полету Юрия Гагарина в космос и началу космической эры.

Поэтому нужно заниматься популяризацией науки. Но делать это качественно не так просто. Жорж Санд, французская писательница, говорила, что «простота – это то, что труднее всего на свете».

Простота, доступность и юмор – это инструменты, которые влияют на наш мир, и влияют в лучшую сторону, делая наш мир счастливее. Но может потребоваться немало времени, чтобы понять и открыть простые вещи. Например, 11–летний цикл солнечной активности. В европейской цивилизации, с изобретением телескопа, Галилей и другие астрономы в XVII столетии заметили, что на Солнце есть пятна. Однако одиннадцатилетнюю периодичность солнечной  активности открыли лишь в XIX веке, и то случайно, благодаря аптекарю из Германии Генриху Швабе. Он увлекался астрономией и с помощью любительского телескопа стремился обнаружить гипотетическую малую планету внутри орбиты Меркурия. Планету он так и не нашел, но благодаря систематическим наблюдениям открыл циклы солнечной активности. 250 лет – это достаточно долго для открытия такой простой взаимосвязи, которая требует только систематических наблюдений. И какие бы ни бушевали бури, желаю всем хорошей космической погоды!

Загрузка статьи...