Развитие научно-исследовательской деятельности

  • Русский
  • English

Перечень приоритетных направлений научно-исследовательской деятельности, значимых инженерно-технических проектов CAE:Исследования астрофизических объектов высоких энергий и эволюционных процессов во Вселенной. Посвящено исследованию и решению целого ряда актуальных задач современной астрофизики и космологии, среди которых описание эволюции и образования звезд, галактик, скоплений галактик; астрофизика высоких энергий (нейтронные звезды, сверхмассивные черные дыры, гамма-всплески); описание темной материи и темной энергии; космологические модели эволюции Вселенной. Участие в международной кооперации с космическими орбитальными обсерваториями (INTEGRAL, SWIFT, PLANCK) по оптическому отождествлению рентгеновских источников излучения, сверхмассивных черных дыр, скоплений галактик. С 2017 года добавляется участие в наземной поддержке российско-германской орбитальной обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма» с помощью 1,5-м телескопа РТТ-150.

Задачи, поставленные в проекте, находятся на переднем крае мировых исследований в области астрофизики и космологии, что подтверждается следующими обстоятельствами: участие в программе выдающихся ученых мирового уровня (А.А. Старобинский, Р.А. Сюняев).

Общее приоритетное направление исследований астрофизических объектов высоких энергий и эволюционных процессов во Вселенной разделяется на следующие области научно-исследовательской деятельности:

а) Комплексные теоретические исследования эволюции и структуры Вселенной.

Основные партнеры – Институт теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН (г. Москва), Каталонский институт перспективных исследований (Барселона, Испания), Университет города Тур (Франция).

б) Астрофизика высоких энергий, проблема скрытой массы во Вселенной, проблема астероидной опасности.

Основные партнеры – Институт космических исследований РАН (г. Москва), Институт астрофизики им. Макса Планка (Мюнхен, Германия), Институт космической астрофизики (Париж, Франция).

в) Мониторинг галактических и внегалактических активных объектов в радиодиапазоне (микроквазаров и активных ядер галактик). Такие измерения с привлечением сотрудников и аспирантов осуществляются на базовой кафедре КФУ в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600. Поддержка космического радиоинтерферометра «РАДИОАСТРОН», поддержка исследований дискретных радиоисточников в рамках проекта исследований микроволнового (реликтового) излучения на обсерватории PLANCK, совместные программы РАТАН-600, Fermi, AGILE, LOFAR и других космических и наземных телескопов.

Комплексный мониторинг быстротекущих космических процессов для обеспечения безопасности жизнедеятельности и функционирования оборудования на Земле и в космосе (ММТ, РТТ-150, метеорный радар): контроль околоземного пространства; анализ солнечно-земных связей; астероидная и метеороидная опасность.

а) Построение физических моделей метеорных явлений в атмосфере Земли (что имеет решающее значение для интерпретации результатов наблюдений метеоров); анализ динамики и прогнозирование эволюции метеороидного вещества в Солнечной системе; построение моделей генетической связи метеорных комплексов с кометами и астероидами, в том числе пересекающих орбиту Земли; исследование динамики и эволюции метеороидов и их родительских тел с точки зрения гравитационных возмущений от планет, что позволит анализировать вклад гравитационного потенциала планет в целом и отдельных планет, в частности.

б) Широкоугольный оптический мониторинг небесной сферы направлен на контроль околоземного космического пространства, обнаружение и изучение динамики объектов искусственного происхождения – спутников, космического мусора, выявление и изучение малых тел Солнечной системы, представляющих опасность для человеческой деятельности и земной цивилизации. Также будет выполняться поиск и исследование переменных явлений и объектов в ближнем и дальнем космическом пространстве в оптическом диапазоне, нестационарных объектов и явлений как галактической, так и внегалактической локализации (переменных и вспыхивающих звезд, новых и сверхновых, явлений гравитационного линзирования и покрытия звезд планетами, активных ядер галактик и квазаров, вспышек, связанных с всплесками высокоэнергичного излучения).

Разработка и создание распределенных систем мониторинга ближнего и дальнего космоса, включая элементы платформ микроспутникового базирования: система наземного мониторинга реликтового излучения; фазированная антенная решетка для радиоинтерферометрии с длинной базой; система распределенной оптической астрономии; система мультиспектральной фото-видеосъемки; система радиолокационного, радионавигационного и радиоастрономического наблюдений; система лазерной дальнометрии.

а) Создание радиоизмерительного комплекса по обнаружению и наблюдению реликтовых рекомбинационных линий в диапазоне 1-6 ГГц. Подобные исследования в РФ не проводятся и только планируются в ряде астрономических учреждений за рубежом. Проект проводится совместно с САО РАН. Будут разработаны приемники и антенные системы на низкобюджетной основе (не менее 10), исследованы их возможности, осуществлен поиск финансирования построения системы на основе российских и зарубежных грантов. Работы пионерские, будут иметь большой международный резонанс.

б) Прототипы антенн для интерферометрических наблюдений с большой базой.

в) Разработка макета устройства криптографической связи и исследование принципов генерации и распределения криптографических ключей на основе физических свойств многолучевого распространения радиоволн.

Построение высокоточной селеноцентрической навигационной сети для использования ее в системе навигации ГЛОНАСС при решении задач астронавигации: решение задач физических планетарных либраций; построение селеноцентрической навигационной сети. Проект направлен на создание селеноцентрической навигационной системы, которая включает следующие основные взаимосвязанные компоненты: координатную навигационную сеть, охватывающую наилучшим образом поверхность Луны, модель мегарельефа и параметры физической либрации Луны, с учетом ее внутреннего строения.

Применение результатов космической деятельности.

а) Космическая геодезия. Применение средств и методов космической геодезии (GNSS, SLR, VLBI и другие измерительные системы) для выполнения теоретических и прикладных исследований в области геодезии, картографии и навигации, геодинамики и геофизики, метеорологии и океанологии.

Партнеры: ИПАРАН (Санкт-Петербург) – Dynamic Meteorology Laboratory. Ecole Polytechnique, Paris, France.

Ожидаемые результаты: модели локальных и региональных движений земной поверхности в районах активной добычи нефти; модели влажности атмосферы и ее загрязнений в условиях активного техногенного влияния; Определение характеристик снежного покрова и влажности почв по переотражённым сигналам спутниковых систем; Оценка глобальных погодных изменений по данным ГНСС.

б) Интегральная экологическая оценка и картографирование территорий России по материалам дистанционного зондирования Земли из космоса. Проект решает следующие задачи: оценка динамики землепользования в разных регионах России; картографирование и мониторинг комплекса эрозионных процессов на сельскохозяйственных землях России, являющихся главным фактором ускоренной деградации почвенного покрова и снижения урожайности; картографирование, мониторинг, оценка и прогноз экзогенных природных опасностей (оползней, абразии, карста и пр.).

По этим направлениям работ либо уже есть, либо планируется установление партнерских взаимоотношений со следующими организациями: ИКИ РАН, Институт географии РАН, МГУ, Пермский университет, Белгородский университет, Университет Палермо (Сицилия, Италия); Division of Geography and Tourism, Department of Earth and Environmental Sciences, KU Leuven, Leuven, Belgium; Department of Geography, Federal University of Rio-de-Janeiro, Rio-de-Janeiro, Brazil.

в) Космические технологии в управлении развитием территорий. Построение системы оперативного мониторинга влияния неблагоприятных и чрезвычайных ситуаций на социально-экономическое развитие и качество жизни населения территорий на основе использования космических методов и технологий с целью повышения эффективности государственного муниципального управления.

г) Информационное обеспечение космической деятельности. Будут созданы методы обработки данных для суперкомпьютерного моделирования космической деятельности, среди которых: разработка механизмов взаимодействия высокоскоростных космических тел с поверхностью Луны, Земли и планет; поиск и обследование областей эндогенной активности на лунной территории по материалам орбитальной съемки высокого разрешения; разработка перспективных задач и выработка рекомендаций для предстоящих российских лунных миссий. Для проведения данного цикла работ будет создана отдельная OpenLab, которая будет сотрудничать с ИПНГ РАН, ИКИ РАН, Национальным университетом Cordoba и др.

Планы по развитию кадрового состава научно-педагогических работников, участвующих в реализации научно-исследовательской деятельности.

Реализация программы предоставления грантов и программ обмена научно-педагогическими работниками с ведущими университетами и исследовательскими центрами мира. Стажировки сотрудников САЕ в Стэндфордский университет США, в Национальную астрономическую обсерваторию Японии, в Шанхайскую астрономическую обсерваторию Китая, в Гринвичскую обсерваторию (Великобритания), в Мюнхенскую высшую школу прикладных наук, факультет геоинформационных технологий и др. (не менее 10 в год);

Реализация программы привлечения молодых научно-педагогических кадров России и мира на конкурсной основе, на основе участия в молодежных школах, проведения крупных международных конференций и семинаров на базе университета, программах дистанционного обучения и т.д. (не менее 20 в год);

Участие в международных, российских, региональных и собственных программах академической мобильности и в программах повышения квалификации научно-педагогических работников КФУ (не менее 70 в год). Приглашение для участия в совместной научно-исследовательской деятельности САЕ 10 ученых с мировым именем с индексом Хирша выше 20 и 7 ученых с мировым именем с индексом Хирша выше 30. Создание именных лабораторий.

Создание программы материального стимулирования талантливых стажеров и молодых научно-педагогических работников КФУ, создание благоприятных социальных условий для жизни и работы (соципотека, гостевые места в АОЭ и т.д.);

Повышение профессиональных языковых компетенций научно-педагогических работников КФУ.

Другие результаты и мероприятия по развитию исследовательской деятельности CAE

Создание международного научно-образовательного центра. Создание совместного научно-образовательного центра с Национальной обсерваторией Японии, ориентированного на совместные российско-японские проекты в области космических исследований.

Организация работы КФУ-САО РАН. Создание новых образовательных программ, обучение студентов САЕ и повышения академической мобильности, обмена сотрудников и студентов.

Реализация совместной научно-образовательной программы КФУ-National Instruments. Развитие программ повышения академической мобильности, обмена сотрудников и студентов и реализацию совместных международных грантов.

Взаимодействие с Росэлектроникой. В рамках реализации новых учебных программ САЕ в области радиофизики будет создан образовательный центр по подготовке специалистов в области радиофизики и радиоэлектроники, предполагающий проведение учебной практики студентов и аспирантов на предприятиях, входящих в холдинг Росэлектроника (ГК Ростех).