Необычные лаборатории: как ученые работают в океане и на "ферме тел"

В Норвегии исследователи забрались внутрь ледника, южнокорейские ученые работают, зарывшись под землю на километр, специалисты NASA экспериментируют в океанской глубине, а в России задумали создать исследовательский центр на орбите. Что же такое они изучают в особых условиях? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ. 

Полярная станция во льдах Арктики 

Раньше ученым приходилось жить и работать в палатках на дрейфующих льдинах. Но теперь и лабораторией, и домом и транспортом для них станет полярная станция "Северный полюс-41". Это российская лаборатория во льдах Арктики, аналогов которой нет в мире. 

На мороз придется выходить только для того, чтобы расставить оборудование на льду и собрать материал. И то не всегда – в корпус станции встроены датчики ледовой обстановки, которые в онлайн-режиме отправляют данные на большую Землю. 

"Это используется уже в геологическом картировании дна Северного Ледовитого океана, за что отвечает ВНИИОкеангеология. Он также ведет программу внешней границы шельфа. Я думаю, эти данные тоже могут быть как-то учтены и использованы", – говорит директор Арктического и антарктического научно-исследовательского института Александр Макаров.

За год станция прошла больше двух тысяч морских миль. На платформе для полярников оборудовали 15 лабораторий, в которых они проводили исследования. Причем судно самостоятельно пробивало дорогу без привлечения ледоколов и обеспечивало безопасный проход другим кораблям по Северному морскому пути.

Лаборатория внутри ледника

Другая лаборатория находится внутри ледника в Северной Норвегии. Мало того, что там холодно, так еще и опасно – вход в любой момент может захлопнуться и оставить исследователей в ледяном плену. Но ученых-гляциологов это не пугает – напротив, в "сердце" ледника они собирают уникальные образцы, которые не подвержены никаким атмосферным явлениям.

"Эту лабораторию создала сама природа. Мы находимся под 200-метровым слоем льда, нам приходится работать очень быстро, чтобы успеть до того, как ледник захлопнется. На базе мы только зимой, когда нет талой воды. Живем группами по три человека шесть дней. У нас есть все необходимое: четыре спальни, кухня и ванная комната", – поделилась подробностями гляциолог Мэриам Джексон.

Гляциологам приходится не только трудиться в экстремальных условиях, но и с приключениями добираться до своего рабочего места. Чтобы залезть внутрь ледника, они вытапливают себе тоннель с помощью горячей воды из шланга. А уже внутри, под сотнями метров льда, ловят сейсмологические сигналы и даже моделируют поиск жизни на малых ледяных планетах.

Лаборатория на дне океана 

Чтобы российская лаборатория работала на самом дне мирового океана, присутствие человека вообще не нужно. Автономная станция сама соберет данные с глубин, а людям останется их только проанализировать в удобных кабинетах на суше.

"Нам нужен круглогодичный сбор данных, поэтому это, безусловно, должен быть твердый грунт, на котором станция установлена. При этом связь с поверхностью может происходить через буи. На донной станции размещаются различные датчики и сенсорика для отслеживания состояния экологических показателей, состояния воды, течения, температуры, плотности, солености", – объяснила директор по маркетингу научно-производственного объединения "Океанос"Надежда Кучемова.

Донная лаборатория станет станцией подзарядки для необитаемых подводных аппаратов. Например, глубоководные планёры, так называемые глайдеры, смогут по полгода исследовать океан, и беспилотным аппаратам не придется подниматься на сушу, чтобы зарядить аккумулятор. Достаточно будет пристыковаться к донной лаборатории.

"На доковой станции располагается модуль высокоскоростной беспроводной связи для передачи данных и возможности парковки аппарата внутрь доковой станции", – отметила Кучемова.

Зачем проводят исследования под землей 

Ученые Южной Кореи решили оборудовать лабораторию не под водой, а под землей. Они вырыли помещение в половину футбольного поля на глубине в один километр, чтобы раскрыть тайны Вселенной. Исследователи хотят обнаружить темную материю – невидимое вещество, которое не имеет собственного излучения.

"Грунт отсеивает лишнее: фотоны, нейтроны и гамма-лучи, которые излучают сигналы. Мы пытаемся максимально устранить эти сигналы, и под землей это сделать проще. Здесь нет фонового шума. Шансы найти следы неизведанных частиц повышаются", – пояснил директор лаборатории по изучению темной материи Ким Йонг Дак.

Ученые предполагают, что темная материя могла оставить следы в солевых пластах, но это в теории. Еще одна цель корейских физиков под землей – изучить нейтрино. Эти частицы постоянно пронизывают планету из космоса, а ученые хотят их поймать. Для этого они собираются использовать жаропрочный молибденовый датчик.

"Нейтрино принято изучать в статическом состоянии, поэтому лаборатория-шахта – идеальный вариант. Наша задача – зафиксировать крохотные частицы с помощью датчиков. Они содержат атомы, которые улавливают электроны. Эти электроны как раз остаются в природе от прохождения нейтрино. Мы сможет перевести их энергию в свечение и таким образом увидеть невидимые частицы", – рассказал Дак.

Подводная лаборатория для космонавтов 

Ученым NASA, чтобы быть ближе к космосу, пришлось спуститься не в лабораторию под землю, а залечь на дно бассейна. Все для того, чтобы подготовить астронавтов к лунной миссии. Оказывается, на 12-метровой глубине условия максимально приближены к невесомости, и в подводной лаборатории в Хьюстоне уже 30 лет тренируют космонавтов для жизни на МКС.

Теперь ученые превращают бассейн в симулятор лунной прогулки. Для этого дно засыпают песком, камнями и валунами, чтобы воссоздать поверхность спутника Земли.

"Основная задача проекта – достичь идеальной имитации одной шестой земной гравитации. Кроме того, в бассейне будут воссозданы условия освещения на южном полюсе Луны, куда астронавты высадятся в рамках миссии "Артемида-3", – пояснил специалист по проведению глубоководных погружений, тренер астронавтов Крисс Холл.

Обсерватория на геосинхронной орбите

Пока американцы готовятся к неблизкой лунной миссии, российские ученые в течение пяти лет собираются открыть обсерваторию на геосинхронной орбите, то есть на высоте 35 тысячи километров. Космическая лаборатория под названием Спектр-УФ будет оснащена ультрафиолетовым телескопом.

"Ультрафиолетовый означает, что мы наблюдаем в диапазоне, который с Земли недоступен. На длинах волн короче 300-320 нанометров, так называемого порога атмосферного обрезания, мы ничего не видим – слепые. Надо выходить в космос, потому что этот диапазон от 300 до 90 нанометров чрезвычайно богат астрофизической информацией, то есть информацией Вселенной", – говорит член-корреспондент РАН, научный руководитель проекта Спектр-УФ Борис Шустов.

С помощью мощного оборудования ученые смогут исследовать галактики, наблюдать рождение звезд и изучать экзопланеты – то есть планеты за пределами Солнечной системы, на которых возможна жизнь.

"Сейчас известно более 5,5 тысячи экзопланет. Естественно, что просто так открыть экзопланету и занести ее в каталог – это одно. А если посмотреть на состав атмосферы, а можно ли там дышать? Такие планеты наверняка в нашей галактике есть. Мы пытаемся изучить состав атмосфер этих самых экзопланет", – отметил Шустов.

Спектр-УФ хотят запустить на орбиту к 2028 году.  К этому времени свою работу должен закончить известный американский телескоп "Хаббл" – единственная на сегодня ультрафиолетовая обсерватория. А значит его место займет российский аппарат.

Ферма человеческих тел

Следующая необычная лаборатория находится в США. В ней нет уникальных условий или специального оборудования для экспериментов. Это просто поле, усыпанное трупами. 

Ферма тел – научно-исследовательское учреждение, в котором судмедэксперты изучают останки умерших людей. В США всего семь таких мест, самое большое поле – 100 квадратных метров – находится на ранчо Фримена в штате Техас.

"Одновременно на ранчо могут разлагаться до 50 трупов – в разных условиях и на разной поверхности. Ежедневно специалисты центра судебной антропологии делают пометки об изменениях тел и фотографируют их. Главная задача – научиться максимально точно определять время и причины смерти", – рассказал криминалист Джастин Демер.

Таким образом ученые воссоздают нужные условия и собирают данные, которые помогут раскрыть преступления. Тела завещают родственники умерших или сами люди, которые хотят после смерти помочь криминалистам. Вот уж верно говорят: чего только не сделаешь во имя науки.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.