Гравитация. Эта таинственная сила, удерживающая нас на Земле, а планеты — на их орбитах, кажется совершенно неподвластной человеку. И это действительно так, но лишь отчасти. Влиять на закон всемирного тяготения, один из универсальных законов природы, мы, конечно, не можем, но использовать его проявления в своих интересах — сколько угодно. Скажем, такой пример: существуют гравитационные аномалии, которые могут подсказать, в каком месте находятся подземные кладовые природных богатств. Перспективное направление практического применения этой закономерности предлагает поддержанный президентским грантом проект доцента кафедры “Теоретическая электротехника” Московского авиационного института (национального исследовательского университета) Андрея СУЛАКОВА. Его цель — разработка концепции новой технологии гравиметрической разведки месторождений полезных ископаемых. Об особенностях и преимуществах предлагаемой технологии молодой ученый рассказал нашему корреспонденту.
— В первую очередь наш проект ориентирован на поиск залежей углеводородных соединений: нефти и газа, — объясняет Андрей Сергеевич. — Значимость этих ресурсов трудно переоценить: это и значительный вклад в бюджет за счет экспорта, и покрытие большей части потребностей в энергии внутри страны. Но мы занимаемся не только углеводородами. Гравиметрическая разведка, новую технологию которой мы разрабатываем, — это один из этапов поиска и разведки практически любых природных ресурсов, залежи которых создают гравиметрические аномалии. Поэтому результаты нашей работы можно использовать также при освоении угольных бассейнов, рудных и нерудных полезных ископаемых.
— Что такое гравиметрическая разведка месторождений? Почему возникла необходимость в разработке новой технологии?
— Полезные ископаемые, как правило, отличаются по плотности от окружающих пород, это вызывает аномалии силы тяжести. Суть гравиразведки в выявлении этих аномалий и, соответственно, областей, потенциально богатых природными ресурсами.
Сегодня гравиметрическая разведка проводится с помощью высокоточных, но громоздких гравиметрических комплексов, устанавливаемых на борта среднетоннажных морских судов, самолетов и вертолетов среднего класса, курсирующих по заранее выбранным траекториям (сети параллельных и секущих галсов). Главный недостаток этой технологии в том, что в труднодоступных регионах применять ее крайне затруднительно. Морским объектам работу осложняют мели, скалисто-рифовые или ледовые области, летательным аппаратам — удаленность оборудованных аэродромов от места исследования.
Кроме того, непросто проводить детальную гравиметрическую съемку, а также повышать производительность измерений. И немаловажно, что применение современной технологии связано с высокими материальными затратами, вызываемыми стоимостью содержания каждого из видов носителей комплекса с персоналом на борту.
А по новой технологии гравиразведку проводят с помощью малогабаритных морских и летательных аппаратов (в том числе беспилотных), что позволяет решить все упомянутые проблемы. Предлагаемая концепция подразумевает создание малоразмерного гравиметрического комплекса, который по своим точностным и эксплуатационным характеристикам не уступал бы традиционным более тяжелым и габаритным аналогам. Вместе с тем при таком подходе появляется возможность проводить более информативные векторные гравиметрические измерения, в то время как традиционно измеряется только одна (вертикальная) составляющая силы тяжести. Потребность в разработке новой технологии диктуется возрастающей необходимостью поиска и разведки новых месторождений углеводородных соединений (в особенности — в морях Северного Ледовитого океана).
— Как вы можете оценить свой этап исследований?
— Мы сформулировали принципы создания основного звена новой технологии — малогабаритного гравиметрического комплекса. Провели ряд его теоретических исследований, имитационное моделирование в различных режимах работы. Сделали упрощенные, предварительные, полунатурные (это практические исследования макетного образца с одновременной имитацией сигналов некоторых датчиков и подсистем) и экспериментальные исследования, которые показали принципиальную возможность его создания с характеристиками, удовлетворяющими требованиям гравиразведки месторождений полезных ископаемых. Сейчас отлаживаем функциональный алгоритм работы комплекса, находим его новые возможности, совершенствуем макетный образец для полунатурных и экспериментальных исследований, а также ищем области его применения.
— Расскажите немного о вашей научной команде. Насколько легко коллеги находят общий язык?
— Если говорить исключительно о проекте, поддержанном грантом президента, то наша команда состоит из двух человек: кроме меня это младший научный сотрудник кафедры “Автоматизированные комплексы систем ориентации и навигации” МАИ Григорий Ямашев. Я в основном занимаюсь теоретической стороной вопроса, разрабатываю имитационную модель работы комплекса, частично решаю вопросы полунатурного моделирования. Григорий имеет дело с задачами, связанными с имитационным моделированием и полунатурными исследованиями. А если говорить в целом о нашей научной группе, то зародилась она более 10 лет назад благодаря доцентам той же кафедры Анатолию Викторовичу Тювину и Александру Анатольевичу Афонину. Эти ученые впервые сформулировали принципы так называемой “бесплатформенной” мобильной гравиметрии, ставшие началом разработки принципиально нового малоразмерного гравиметрического комплекса. Афонин также организовал научный коллектив: нашел финансирование и привлек аспирантов, инженеров, студентов. Состав за эти годы менялся (так как в работах участвовали студенты и аспиранты), и сейчас в нашей команде четыре научных сотрудника: кроме меня, это Афонин, Тювин, Ямашев. Проблемы, конечно, возникают — куда без них, стараемся решать их мирным путем. Ну а разные мнения только приветствуются. Как показало время, это хорошо: благодаря спорам, новым рассуждениям и исследованиям рождаются новые знания, иногда даже не связанные с предметом спора (хоть это и занимает порой слишком много времени).
— Не припомните ли что-нибудь любопытное из вашей исследовательской практики?
— Интересные случаи в моей научной деятельности не такое частое явление, но один эпизод мы иногда с улыбкой вспоминаем, хотя в тот момент было совсем не до смеха. Это произошло незадолго до защиты моей кандидатской диссертации. Мы провели научные исследования, получили удовлетворительные результаты имитационного моделирования и экспериментальных исследований, которые показали “ненапрасность” моей четырехлетней работы. Рукопись готова, сдана в Ученый совет, собираются документы. Но одновременно ведется научная работа по текущим проектам. И совершенно неожиданно обнаруживается ошибка в программе, результаты работы которой я использовал в диссертации. Исправление этой ошибки привело к кардинальному изменению работы программы. Если говорить простым языком — с ошибкой программа работала, как мы и ожидали, ее результаты подтверждали описываемую в диссертации теорию. А после ее устранения результаты уже говорили о том, что все предполагаемое в теории — на практике не работает. Таким образом, значимость и целесообразность моей научной деятельности и всего нашего коллектива оказались под вопросом. Но на панику не было ни сил, ни времени, поэтому, бросив все дела, с верой в успех начали разбираться, в чем же все-таки дело. Если честно, у нас была уверенность, что это всего лишь какое-то недоразумение. После нескольких бессонных ночей проблема была устранена. Оказалось, в программе давным-давно (как выяснилось, еще на первых курсах моей аспирантуры) были допущены две ошибки, которые друг друга компенсировали, и поэтому с ними программа работала согласно нашим теоретическим предположениям. А после устранения одной из них работа программы нарушилась. С тех пор у нас появилось еще больше уверенности в работоспособности нашей теории, и если в какой-то момент что-то не получается, а такое происходит практически всегда, когда мы внедряем что-то новое, то мы знаем, что делать — искать собственные ошибки.
— Ваши планы на будущее?
— Основная наша цель — это довести до практического воплощения разработку нашего комплекса и провести полноценные полевые испытания. В идеале же хотелось бы внедрить новую технологию гравиразведки. Впоследствии коммерциализировать наш проект, организовать малое предприятие, предлагать товары и услуги компаниям, занимающимся как поиском и разведкой полезных ископаемых, так и вопросами навигации подвижных объектов.
Беседу вел
Василий ЯНЧИЛИН
Иллюстрации предоставлены
А.Сулаковым
Нет комментариев