Россия возрождает традицию дрейфующих арктических станций

Изучение Арктики становится актуальнее с каждым годом на фоне масштабного изменения климата и доступнее с учетом перехода на новый уровень технологического развития. Россия, обладающая 75-летним опытом освоения этого региона с помощью дрейфующих научных станций, спустя десять лет возвращается в Арктическую зону с проектом ледостойкой платформы «Северный полюс». Работа в рамках проекта должна стать не только серьезным шагом в области климатических наблюдений, но и залогом безопасности движения по стратегически значимому для России морскому маршруту «Северный морской путь».

Арктическая зона России площадью около 9 млн кв. км с каждым годом приобретает для страны все большее экономическое, транспортное и экологическое значение. Уже сейчас она обеспечивает 12–15% национального ВВП и около четверти российского экспорта. По оценке Минприроды России, на Арктику приходится 100% добычи таких важных элементов, как апатитовые руды (5,7 млн тонн), редкоземельные металлы (124,5 тыс. тонн), титан (416 тыс. тонн) и цирконий (20,9 тыс. тонн). Помимо этого в регионе добывается 10% общероссийских объемов золота (37,2 тонны), 11% серебра (244,3 тонны), 36% алмазов (15,3 млн карат), а также 99% платиноидов (130,5 тонны). Дальнейшее развитие Арктической зоны тесно связано с разработкой углеводородных запасов, которые оцениваются в 83 млрд барр нефти, 1550 трлн куб. м природного газа и 780 млрд тонн угля. Общая стоимость минерального сырья составляет более $30 трлн. Особенно актуальным развитие региона становится на фоне истощения запасов в действующих нефтегазовых и угольных провинциях.

Исторический опыт

Раскрыть потенциал Арктики ученые пытаются с XVI века, когда там возникли первые поселения и появилась географическая карта границ Северного Ледовитого океана и Северного морского пути. В советскую эпоху изучение этой зоны велось с помощью дрейфующих научных станций, каждая из которых имела общее название «Северный полюс» с собственным порядковым номером. Создать подобные научные станции предложил советский полярник Отто Шмидт, который был вынужден провести на льдине несколько месяцев вместе с командой после того, как 13 февраля 1934 года им пришлось покинуть раздавленный льдами в ходе арктической экспедиции корабль «Челюскин».

Первая полярная экспедиция на дрейфующей льдине, за ходом которой девять месяцев пристально следил не только весь Советский Союз, но и мир, стартовала 21 мая 1937 года. Команда включала четырех человек под командованием Ивана Папанина, который позднее получил звание адмирала и стал начальником управления Главсевморпути. Помимо исследований движения льдов, глубин и течений, а также погоды полярная станция должна была обеспечивать трансарктические перелеты советских самолетов, предупреждая о метеорологической обстановке. Экспедиция стала первым серьезным шагом к масштабному изучению Арктики, которая до этого была фактически белым пятном.

Всего за 75 лет в Арктическую зону было направлено 40 подобных миссий, последняя из которых завершилась 2013 году. На протяжении этих лет станции «Северный полюс» проводили комплексные исследования в области океанологии, метеорологии и биологии моря, отслеживали динамику изменения площади льдов, производили наблюдения в ионосферном и магнитном полях планеты, позволяющие делать выводы о распространении радиоволн. Но до недавнего времени работа дрейфующих станций была приостановлена из-за масштабных изменений ледовой обстановки в Арктике. Как отмечают в Минприроды, именно в Арктике следы глобального изменения климата наиболее заметны по сравнению с другими частями мира, так как там формируются воздушные массы, которые влияют на климат всей планеты. На фоне глобального потепления площадь льда в Арктическом регионе значительно уменьшилась, а безледный период увеличился. На фоне этого собранная за последний век информация об Арктической зоне потеряла актуальность. Отсутствие последние десять лет дрейфующих станций сильно ограничило объем информации о природной среде в регионе. Сейчас она фактически поступает только из нерегулярных высокоширотных экспедиций, при этом провести натурные эксперименты со спутника или вертолета просто невозможно, в то время как постоянный мониторинг становится критически необходимым.

Последнее слово техники

Возобновить изучение Арктической зоны с помощью дрейфующей станции планируется в 2022 году, но уже на совершенно другом технологическом уровне. Сделать это позволит строящаяся в Санкт-Петербурге на Адмиралтейских верфях уникальная ледостойкая платформа (ЛСП) «Северный полюс» (текущая готовность проекта — более 95%). Сейчас судно находится на этапе достроечных работ: выполняются работы по подготовке служебных и жилых помещений, зашивка камбуза, прачечного блока, установка оборудования научных лабораторий, электромонтажные работы по прокладке кабелей навигационного оборудования и электросвязи. Ведутся швартовные испытания судовой электростанции, а в мае прошли ходовые испытания, на которых проверили работу движительного комплекса и обеспечивающих систем, средств навигации и связи, судовых устройств, электрооборудования.

«Аналогов такой платформе в мире нет. 150 человек участвовали в ходовых испытаниях, чтобы проверить платформу в деле. Мы ожидаем, что летом она встанет под флаг, а в сентябре отправится в первую свою экспедицию. На платформе 16 научных лабораторий, в которых одновременно могут работать 30 ученых — изучать Арктику в безопасном месте, а не на дрейфующих льдинах»,— сказал министр природных ресурсов и экологии России Александр Козлов.

Согласно графику, 1 июля судно будет передано Арктическому и антарктическому научно-исследовательскому институту (ААНИИ). Первый научный рейс платформы запланирован на осень 2022 года.

Работать в Арктике судно сможет без привлечения ледокола, его оснащение позволит дрейфовать в акватории Северного Ледовитого океана до двух лет и возвращаться обратно в порт. Разработкой проекта занимались Росгидромет, КБ «Вымпел» и ААНИИ.  Платформа, на которой планируется разместить 16 научных лабораторий, получит функционал научно-исследовательского центра, который будет выполнять круглогодичные комплексные исследования в высоких широтах. Платформа «Северный полюс» станет ключевым звеном Арктической пространственно-распределенной обсерватории, объединяющей научно-исследовательский стационар «Ледовая база Мыс Баранова», Российский научный центр на архипелаге Шпицберген, гидрометеорологическую обсерваторию Тикси. На основе данных, одновременно полученных сразу из нескольких источников, ученые смогут получать более точные модели. Таким образом, планируется, что ЛСП станет самой активной научно-исследовательской площадкой, поставляющей наиболее ценные данные, на долгие годы, с учетом того что срок ее службы будет достигать 40 лет. Поэтому у ученых есть возможность планировать долгосрочные исследования, пролонгированные во времени на десятилетия вперед, что является по-настоящему уникальной особенностью платформы. В Минприроды уточняют, что использование современного модульного принципа позволяет легко подстраивать и трансформировать лаборатории под конкретные нужды и задачи.

При этом, как поясняют эксперты, идеальными условиями для проведения научных работ являются исследования, проводимые непосредственно на льду, так как в этом случае исключается влияние большого техногенного объекта. В связи с этим вокруг ЛСП будет разбит научный лагерь. Для проведения отдельных исследований ученые будут отдаляться на несколько километров от судна, чтобы минимизировать техногенный фактор.

Безопасность превыше всего

Одной из ключевых задач нового «Северного полюса» станет сбор данных для создания инфраструктуры Северного морского транзитного коридора, который должен обеспечить международные транзитные морские грузоперевозки из Азии в Европу через Северный морской путь. Этот ключевой для России судоходный маршрут длиной более 5,5 тыс. км проходит по морям Северного Ледовитого океана (Баренцево море, Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское море, Чукотское и Берингово моря) и по кратчайшему маршруту соединяет европейские и дальневосточные порты России. В ближайшие годы ожидается увеличение грузопотока по этому направлению в несколько раз. Основной объем перевозки по Северному морскому пути (СМП) до 2024 года должны обеспечить НОВАТЭК, «Газпром нефть», «Роснефть» и «Северная звезда». Помимо обслуживания добычи полезных ископаемых по этому направлению идет Северный завоз для 20 млн человек на Крайнем Севере. В середине апреля текущего года президент Владимир Путин поручил разработать сводный план развития СМП до 2035 года.

Увеличение потока требует значительной работы по обеспечению надежной и безопасной транспортировки грузов. Увеличение безледного периода в результате глобального потепления, с одной стороны, позволяет судам пересекать Северный морской путь без ледокольного сопровождения в летние месяцы, но при этом изменение движения льда в зоне транспортного коридора делает ледовую обстановку непредсказуемой. Для решения этой проблемы в ходе экспедиций на платформе «Северный полюс» ученые рассчитывают собирать уникальные данные о природной среде Арктики, оценивать влияние последствий изменения климата на площадь льда, что позволит улучшить ледовые прогнозы для безопасной навигации на Северном морском пути, а также исследовать ледовые нагрузки и механику разрушения льда. Новое судно и его оборудование также позволят расширить спектр исследований в области ионосферных и геологических исследований и т. д.

По словам директора ААНИИ Александра Макарова, именно изменяющиеся природные условия подтолкнули Россию к поиску новых путей в организации дрейфующих экспедиций: «Сейчас мы говорим о совершенно новом подходе — безопасной и надежной платформе, которая будет вмораживаться во льдах, а в нужный момент сможет продолжить работу на плаву». По его словам, «Северный полюс» — это действительно уникальный проект, поскольку в современном мире такие суда не создавались и о таких планах неизвестно. Хотя сама по себе концепция создания ледостойкой самодвижущейся платформы для полярных исследований не нова, говорит он. Например, по проекту норвежского полярного исследователя Фритьофа Нансена построена парусно-моторная шхуна «Фрам», которая с 1893 по 1912 год совершила три экспедиции к Северному и Южному полюсам. Господин Макаров отмечает, что автором идеи создания ЛСП был ученый-океанолог Иван Фролов.

В ходе разработки проекта в ледовом бассейне Арктического и антарктического научно-исследовательского института проводились модельные испытания для определения ледовых нагрузок на корпус при движении в зоне СМП и в условиях сжатий во время дрейфа, а также для определения сопротивления чистой воды на различных скоростях, определения ледопроходимости в сплошном ледяном поле, канале, в условиях битого льда и так далее. При этом в ходе детальной работы над проектом облик платформы менялся несколько раз, а ее параметры менялись с появлением новых результатов испытаний, что в итоге привело к корректировке сроков и стоимости. «Северный полюс» «станет наглядной демонстрацией технического и научного потенциала России», считает Александр Макаров.

При этом ученые говорят о необходимости строительства в перспективе еще одного судна на смену работающим сейчас в составе экспедиционного флота ААНИИ ледоколам «Академик Федоров», возраст которого уже более 35 лет, и «Академик Трешников». Премьер-министр Михаил Мишустин поддержал в этом вопросе Минприроды. Новое судно будет построено и введено в эксплуатацию через пять-шесть лет. В прошлом году институт вместе со специалистами Адмиралтейских верфей и Невского проектно-конструкторского бюро разработал аванпроект перспективного судна ледового класса для экспедиционной деятельности в Арктике и Антарктике, который по своим параметрам будет превосходить «Академика Трешникова».

Ирина Салова