До науки напролом

Наука
17 Січня 2022, 09:56

5 жовтня 2021 року, о 10-й ранку, Одеський морський вокзал. З-за обрію з’являється RRS James Clark Ross — науково-дослідне судно льодового класу. У всіх спостерігачів на березі практично одночасно виринає думка «але ж красивий!». І це дійсно так: він (абревіатура RRS розшифровується саме як Royal Research Ship, тобто «королівське дослідне судно») разюче відрізняється від усіх суден, пришвартованих у нашому чорноморському порту — і не тільки яскраво-червоним корпусом та білою надбудовою, а й, якщо можна так казати про кораблі, своєю поставою. Він рухається впевнено та плавно, а на головній щоглі майорить прапор України. Враження у всіх таке, що це не звичайний морський корабель, а, як мінімум, космічний.

James Clark Ross придбали у Великої Британії за символічну, як для такого судна, суму в $5 млн. Ця транзакція викликала як багато радості, так і певну долю критики і ззовні (в основному від російських пропагандистів), і в самій Україні. І якщо зовнішню несамовиту критику від наших північних ворогів можна сприймати тільки як підтвердження нашого успіху, то внутрішнім критикам варто відповісти та пояснити, чому це науково-дослідне судно льодового класу, яке під українським прапором має назву «Ноосфера», — дуже потужна стратегічна інвестиція в майбутнє України.

Науково-дослідний інститут на воді

Історія купівлі безумовно легендарного судна James Clark Ross уже й сама стала легендою, адже це вдалося зробити лише з другої спроби й завдяки спілкуванню президента України з полярниками на станції «Академік Вернадський» у день відзначення її 25-річчя. Під час того ефіру президент спитав, що зробити для полярників, щоб полегшити їхню важку працю, на що отримав однозначну відповідь: «Україні потрібне власне судно для обслуговування станції». Треба нагадати, що останнє наше судно океанського льодового класу пустили на металобрухт ще у 2006 році. Відтоді в України не було жодного науково-дослідного судна відповідного класу на ходу. Через це українська антарктична станція «Академік Вернадський», розташована на острові Галіндез, змушена витрачати ледь не мільйони доларів на фрахт іноземних суден, щоб доставляти продукти, пальне, обладнання й людей.

«Хрещений батько». Одним з головних промоутерів придбання власного криголама для України був директор Національного антарктичного наукового центру Євген Дикий

Діватися не було куди, до того ж ідея про власний корабель уже давно промотували як директор Національного антарктичного наукового центру Євген Дикий, так і ряд урядовців та високопосадовців. Спільними зусиллями рішення про купівлю підтримала Верховна Рада, і Україна отримала можливість вільно оперувати в водах Антарктики (а цілком можливо, що й Арктики). «Далеко не в кожної країни є станції в Антарктиді чи в Арктиці. Україна без перебільшення знаходиться в елітному клубі світових держав, які рухають уперед фундаментальну науку в полярних регіонах. А наукова дипломатія — це потужна «м’яка сила», так само, як мистецтво чи спорт. Не можна ж усе вимірювати мільйонами тонн чавуну, вугілля чи зерна! — розповів Тижню Юрій Полюхович, колишній виконувач обов’язків міністра освіти та науки України. — Те, що корабель необхідний, для мене було аксіомою. Є науковий центр, є науковці, є молоді кадри, яким треба середовище для досліджень. Сам прецедент такої купівлі доводив би, що можна не тікати за кордон і робити дослідження в Україні!».

Необхідність власного судна для антарктичних досліджень, які провадять українські вчені, давно назріла, а коронавірусні обмеження зробили організацію полярних експедицій практично гостросюжетним блокбастером, коли деякі місії треба виконати протягом останніх восьми годин робочого дня. Наявність власного судна льодового класу практично «знімає зашморг» з організаторів експедицій, а те, що цим судном став легендарний James Clark Ross, відкриває перед українськими дослідниками широченне поле можливостей.

У чому ж полягає особливість цього судна? За свої 30 років роботи в Британській Антарктичній Службі JCR, як його скорочено називали британці, взяв участь у понад сотні різноманітних фундаментальних досліджень. James Clark Ross, який уже став «Ноосферою», — це справжній «плавучий інститут», який дозволяє охопити дослідженнями 90% площі океанського дна. На його борту — вісім лабораторій, де одночасно можуть працювати до пів сотні науковців. На ньому можна здійснювати роботи в будь-якій точці Світового океану й прокладати довгі маршрути завдяки автономності плавання до двох місяців. Крім того, на палубах є можливість розташувати додатково п’ять лабораторій у морських контейнерах із забезпеченням їх електрикою та всім необхідним. По всіх лабораторіях і житлових каютах протягнуто Ethernet, тому працювати на ноутбуці можна ледь не з кожного куточка судна. Одночасно на борт можна прийняти до 50 науковців, які матимуть комфортні умови роботи та відпочинку, адже на ньому є не тільки кают-компанія, яку можна перетворити на імпровізований конференц-хол, а й навіть бібліотека. 

Читайте також: Примірники журналу Український Тиждень поповнили бібліотеку криголама «Ноосфера»

Особлива гордість судна — дві лебідки, що дозволяють занурювати різноманітні прибори на кабель-тросах на глибину до восьми кілометрів і керувати ними на цій глибині. «За робочими характеристикам JCR — це справжній криголам, який може проходити крізь суцільний лід. Судно це в дуже гарному стані, воно мало досвід доставляння полярників на різні станції. «Ноосфера» має великі перспективи щодо експлуатації. Окрім восьми лабораторій, які вже є на його борту, на носу можна розмістити одну й на кормі ще чотири додаткові лабораторії в контейнерах. Для цього є вся необхідна корабельна інфраструктура з енергозабезпечення, це ще більше розширює можливості дослідників», — розповідає Олександр Бондаренко, директор Кораблебудівного навчально-наукового інституту при Національному Університеті Кораблебудування ім. Адмірала Макарова.

Фізика та хімія атмосфери, зміни клімату, екологія та біорізноманіття, геологія, гляціологія та рух крижаних агломерацій, морська екосистематика, передбачення та моніторинг природних лих, океанографія, моніторинг рівня Світового океану, космічної погоди, застосування штучного інтелекту — ось лише основні напрями досліджень, що їх вели на борту JCR. На найважливіших дослідженнях, які відбувалися на борту корабля, варто зупинитися трохи докладніше. Наприклад, ріст донних плит Світового океану — тема не тільки фундаментальна у всіх розуміннях цього слова, але й важлива з погляду безпеки, адже саме підводні землетруси спричиняють цунамі — гігантські хвилі, що можуть змити цілі міста. Моніторинг рівня Світового океану важливий тому, що наша планета переживає суттєві кліматичні зміни саме внаслідок людської діяльності, і ці зміни спричиняють підвищення рівня води в глобальних масштабах. Є велика кількість математичних моделей, що прогнозують цей процес, постійні систематичні спостереження можуть внести ясність у ці процеси.

Антарктида — одна з найбільш недружніх екосистем для життя, а втім, життя там існує, розвивається й еволюціонує. Її середовище дозволяє вивчати екстремальні наземні та прісноводні екосистеми. Розуміння механізмів адаптації живих організмів до таких умов дозволить у майбутньому в буквальному сенсі конструювати живі організми для колонізації інших планет, дасть відповіді на запитання виживання в кріогенному анабіозі різних істот. Варто нагадати, що Світовий океан — головний поглинач вуглекислого газу (СО₂), що виробляє наша екосистема загалом і людство зокрема. Поглинання вуглекислого газу відбувається саме в зоні полярних шапок Землі, тому це дуже важлива зона для досліджень зміни поглинання вуглекислого газу антарктичними водами. Але навіть можливості Світового океану не безмежні, отже, є необхідність у розумінні, як відбуваються і чи не сповільнюються ці процеси, для прогнозування глобальних кліматичних трендів.

Антарктичні води також дуже хороше місце для моніторингу антарктичного планктону та популяції антарктичного криля. Щороку під час короткого весняно-літнього сезону в Антарктиці спостерігається вибух чисельності та біомаси фітопланктону — мікроводоростей, що активно фотосинтезують, поглинають вуглець та мікроелементи та активно розмножуються. Цей фітопланктон — кормова база для зоопланктону, зокрема для антарктичного криля, який є основною кормовою базою для риб, деяких птахів та китів. Отже, слідом за вибухом чисельності та біомаси фітопланктону йде вибух біомаси та чисельності криля. Кліматичні зміни можуть продовжити час активного розмноження та нарощування біомаси як фітопланктону, так і криля (а отже, збільшення кормової бази, зростання чисельності промислових видів). А може, навпаки, призвести до розсинхронізації цих явищ та зменшення кількості та біомаси криля відповідно до фундаментальних змін в ієрархії морських антарктичних екосистем. Також на науково-дослідному судні, яке придбала Україна, провадили моніторинг концентрації метану в атмосфері Західної Антарктики. Метан, треба нагадати, — один із парникових газів, що зумовлюють глобальні зміни клімату. Внаслідок людської активності кількість метану, що виділяється в атмосферу Землі, зросла на порядки. У приполярних районах можна виміряти фонову концентрацію, щоб розуміти реальний стан речей та вносити корекції в кліматичні математичні моделі.

Читайте також: Визначний тиждень

Також учені за допомогою судна JCR протягом довгого часу досліджували вплив пластику на полярні регіони. Річ у тім, що пластик, викинутий у Світовий океан, став однією з найбільших проблем сучасної морської екології. Людство виробляє забагато пластику й замість того, щоб його утилізовувати, викидає просто в річки, моря й океани. Як наслідок, пластик утворює гігантські скупчення та потихеньку розпадається на мікроскопічні частинки — мікропластик. Його вже можна зустріти і в Маріанській западині, і в полярних водах. Пластик — смертельна небезпека і для маленьких рачків, що плавають у товщі води, і для велетенських китів, птахів і черепах. Наскільки забруднена пластиком одна з найкрихкіших планетарних екосистем? Скільки пластику в найвіддаленіших від людства районах? Які загрози життю він несе? Це не тільки наукові, але й суто прагматичні запитання, від яких залежить і наше здоров’я, і наш добробут. І все це лише декілька фундаментальних тем, які досліджували за допомогою RRS James Clark Ross, але, крім того, були й інші дослідження. Серед останніх, наприклад, картування підводної частини айсбергів за допомогою безпілотного підводного дрона, оснащеного штучним інтелектом. Фахівці, хоч трохи пов’язані з цією галуззю, оцінять мас­штаб завдання.

Багатопрофільний інструмент. Наукові дослідження, які українські вчені зможуть здійснювати завдяки «Ноосфері», — це ще й внесок у створення позитивного іміджу країни у світі

Полярні багатства та культурна дипломатія

Отже, з можливостями «Ноосфери», цього «дослідницького інституту на воді» більш-менш усе ясно. Тепер варто відповісти на запитання, а навіщо Україні взагалі всі ці недешеві (з погляду обивателя) фундаментальні дослідження. Чи не краще побудувати якийсь дитячий реабілітаційний центр чи витратити на соціальні потреби? Відповідь однозначна — ні. Цивілізовані країни тим і відрізняються від різноманітних «бананових держав», що вкладають гроші в стратегічні напрями, які загалом неможливі без фундаментальної науки й науковців, причому спочатку йде наука, а за нею — прикладне застосування та отримання прибутків. Ще 35–40 років тому були популярними анекдоти про дикість та нецивілізованість китайців на кшталт «у Китаї відкрили першу електростанцію: 300 тисяч китайців у вовняних штанях добу каталися по ебонітовій гірці». 

 

Натомість зараз Китай — не тільки одна з найпотужніших економік світу. І цей гігантський стрибок Піднебесної почався саме з вливань рсурсів у фундаментальну науку у зв’язці з місцевим виробництвом. Щодо України, то в підготовці фахівців у багатьох галузях океанології, океанографії, геології чи іхтіології ми маємо лакуну у 20 років, але наявність у нас «Ноосфери» може закрити її років на 20 уперед.

Існує й декілька інших дуже вагомих прагматичних причин, чому це судно та ці дослідження вигідні Україні. Почнемо з найпростішого та очевидного: право на ведення господарської діяльності в антарктичних водах мають лише ті країни, що проводять там наукові дослідження, усім іншим — зась. До того ж чим більше досліджень та знань про цінні ресурси, тим потенційно більша кількість квот на їхню розробку. Наприклад, 2020 року Україна виловила в антарктичних водах більше риби, ніж у Чорному та Азовському морях разом. А в найближчий перспективі йдеться ще й про можливість розробки корисних копалин на морському дні, наприклад, такого «золота ХХІ століття», як літій. Великі запаси цього надцінного для сучасної електронної промисловості металу знаходяться в таких нестабільних країнах, як Конго, Зімбабве, Намібія, Афганістан. Але останні дослідження показали, що великі поклади літію є на морському дні. Японія вже розпочала пілотний процес розробки одного з таких перспективних підводних родовищ. В України тепер теж з’явився шанс не пасти задніх при освоєнні цього нового Клондайку.
Але, крім прямої економічної вигоди, є ще й пряма іміджева користь, адже наявність такого судна — візитівка та ознака престижу нашої держави. Це можливість проводити міжнародні наукові дослідження не на правах гостя, а на правах господаря, залучати провідних учених з усього світу, а отже, і публікуватися в найкращих світових журналах на кшталт Science та Nature. Це «демонстрація прапора» на правах бажаного гостя у всіх портах дружніх країн, громадська наукова та культурна дипломатія.

До речі, про культурну дипломатію варто згадати окремо, адже за час свого недовгого перебування на Одеському морському вокзалі «Ноосфера» встигла прийняти на борту не тільки українських високопосадовців, а й представників європейських наукових та дипломатичних місій, які не лише побували в лабораторіях, але й відвідали бібліотеку та фотовиставку в кают-компанії, були ґречно почастовані стравами сучасної української кухні. Так «Ноосфера» може стати амбасадоркою України по всьому світу.

Окремо варто згадати й про унікальний експлуатаційний досвід, який відкриває таке судно. Складно знай­ти більш важкі умови, аніж в Антарктиці, відповідно, різним екстремальним випробуванням можуть піддаватися найрізноманітніші інноваційні розробки у всіх галузях — від легкої та харчової промисловості до машинобудування й робототехніки. «Ноосфера» — це такий собі випробувальний та водночас рекламний майданчик, що просто таки очікує як на українські, так і на закордонні бренди.

Зрештою, науково-дослідне судно льодового класу «Ноосфера» — це унікальний багатозадачний інструмент для збирання великого масиву даних із кліматології, екології, гідрології та гідрографії тощо, з яким зможуть працювати наші науковці у сфері аналізу даних. А ще — продавати ці дані в сирому чи обробленому вигляді для потреб інших дослідників та споживачів. Такі дані щороку будуть ставати дедалі потрібнішими, адже передбачати стихійні лиха, пов’язані зі змінами клімату, значно дешевше, ніж відновлюватися після них. Цих даних зараз потребують моряки, аграрії, туристичний бізнес, відновлювальна енергетика, страхові компанії тощо. Дуже важливо, що Україна стане в цьому бізнесі продавцем, а не покупцем потрібної інформації. Для отримання та обробки таких даних знадобиться й велика кількість різноманітних спеціалістів, а це означає, що «Ноосфера» стає певним символом надії на відродження серйозної української фундаментальної науки для молодих учених природничого та фізико-математичного спрямування.

Купівля науково-дослідного судна льодового класу — це історія про відродження цілої галузі української науки, а саме вивчення океану. За інституційної підтримки різних секторів цей проєкт може стати справжнім проривом у науково-технічній галузі, а отже, і предметом гордості всіх, хто так чи інакше буде дотичним до цієї історії — історії інвестування в стратегічний розвиток України. 

———————-

Криголам побудувала компанія Swan Hunter Shipbuilders у Волсенді (Велика Британія) та урочисто спустила на воду Її Величність королева Великої Британії 1990 року. Отримав назву RRS (королівське дослідне судно) James Clark Ross («Джеймс Кларк Росс») на честь легендарного англійського військового моряка та полярного дослідника, який здійснив найбільшу для свого часу експедицію в Антарктиду. 1996 року, коли Велика Британія передавала Україні свою антарктичну станцію «Фарадей» (нині «Академік Вернадський»), саме цей криголам доправив на крижаний континент першу українську експедицію. Останні 30 років криголам виконував роль світової дослідницької платформи для біологічних, океанографічних та геофізичних досліджень. Приміром, він узяв участь у першому міжнародному дослідженні щодо оцінювання запасів криля в атлантичній частині Південного океану, й отримані тоді дані використовують донині. А дослідження поверхні в Арктиці, яке було проведено на судні,  дало нові дані щодо масштабу та впливу зміни клімату на цей регіон.