Квантовые технологии войдут в нашу жизнь

Научно-техническая конференция «Методы и средства навигации по геофизическим полям», организованная подведомственным Росстандарту Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) совместно с Научным советом РАН по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение», состоялась 22—23 октября в поселке Менделеево Московской области.

Конференция собрала более 100 человек, представляющих порядка 30 различных организаций. Эти цифры превысили данные прошлого года, что говорит об интересе к проблематике и повышенном внимании к вызовам, которые стоят перед российской наукой.

В течение двух дней ведущие российские эксперты в области навигации и координатно-временного обеспечения, а также специалисты геофизических исследований обсуждали современные методы и технологии навигации в сложных условиях, перспективные средства и приборы для точного ориентирования, актуальные исследования в области координатно-временного обеспечения.

Пленарное заседание

В своем вступительном слове председатель Научного совета по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение» академик Российской академии наук Юрий Михайлов подчеркнул актуальность и значимость мероприятия. Он особо отметил вклад Росстандарта и ВНИИФТРИ в развитие системы ГЛОНАСС, а также создание новых навигационных систем, использующих свойства геофизических полей.

«Тематика конференции представляет собой одно из самых перспективных направлений, которое позволит решать навигационные проблемы, в том числе проблемы сегодняшнего дня, связанные с СВО. Если бы подобные средства появились у нас раньше, мы были бы более независимы и точны. Это направление имеет огромное значение для обеспечения безопасности государства и в целом жизнедеятельности человека, поэтому должно максимально присутствовать во всех наших исследованиях», — считает Юрий Михайлов.

В свою очередь, заместитель руководителя Росстандарта Евгений Лазаренко отметил важность проводимой сегодня разработки помехоустойчивой навигационной аппаратуры и средств ее метрологического обеспечения.

«Повестка конференции очень насыщенная — это не только средства навигационного обеспечения по магнитным, геофизическим, гравитационным полям, но и развитие технологий, аппаратуры, уточнение моделей, метрологического обеспечения. Со стороны Росстандарта сегодня мы уделяем пристальное внимание развитию эталонного обеспечения. За последнее время создали ряд уникальных установок по метрологическому обеспечению навигационной аппаратуры. Эта деятельность показывает, что мы не стоим на месте», — уверен Евгений Лазаренко.

В рамках пленарного заседания состоялось выступление главного конструктора системы ГЛОНАСС Сергея Карутина на тему «Единая система координатно-временного обеспечения Российской Федерации», в рамках которого были представлены планы по развитию комплекса фундаментального обеспечения системы до 2030 г.

Особый интерес слушателей вызвал доклад главного научного сотрудника научно-исследовательского отделения разработки и эксплуатации метрологического обеспечения координатновременных навигационных систем ВНИИФТРИ Вячеслава Фатеева, в ходе которого были представлены последние достижения в области разработки и испытаний наземных и космических средств геофизических систем навигации, а также обозначены перспективные проекты.

Вячеслав Фатеев сообщил, что российские ученые завершают опытно-конструкторскую работу над малогабаритным феррозондовым магнитометром. Устройство позволит беспилотникам летать, используя навигацию по магнитным полям. Подобные магнитометры иностранного производства присутствуют на рынке, тем не менее собственная разработка позволит выпускать их в любых количествах и конфигурациях.

Привычные нам системы ГЛОНАСС или GPS очень удобны, но имеют такую проблему, как помехонезащищенность. На основе гравитационных полей возможно создать систему, которая будет работать независимо от ГЛОНАСС. Это вполне решаемая задача, хотя точность таких приборов пока составляет от 500 м до 1 км, а этого недостаточно. Но техника быстро шагает вперед и вскоре появится новая навигационная система, которая будет абсолютно защищена от помех.

Сегодня беспилотные летательные аппараты (БПЛА), как и другие устройства, ориентируются на спутниковые системы, достаточно точные, но имеющие серьезный недостаток — невозможность ориентации в условиях потери или подмены сигнала. С другой стороны, магнитометры пока не дают возможности ориентироваться с такой же точностью, улучшение данного параметра — цель наших ученых. Задача максимум — создать бесшовную навигацию, когда возможно параллельно использовать спутниковые системы и гравитационные поля Земли без заметного для пользователя перехода.

На практике гравиметры — приборы для измерения ускорения силы тяжести чаще всего используются для поиска полезных ископаемых, а также ориентации транспортных средств. Габаритные, но высокоточные абсолютные гравиметры измеряют силу тяжести Земли в точках, где они установлены. Их возможности дополняют более компактные относительные гравиметры, которые гораздо проще транспортировать.

В настоящее время ВНИИФТРИ завершает создание серийной партии относительного гравиметра «Пешеход». Первые образцы уже отправлены потенциальным потребителям.

«Наш новый гравиметр по всем характеристикам ничем не уступает импортным и будет очень полезен в разных отраслях. Например, сейчас мы строим вторую ветку БАМа, там прокладывают новые туннели, и при этом иногда просаживается грунт. Имея такой прибор, по искажениям гравитации мы сможем определять, присутствуют ли под намеченным маршрутом пустоты, и сможем избегать их», — рассказал генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ» Сергей Донченко.

Он уверен, что в гравиметрии сейчас происходит большой качественный сдвиг. На территории РФ создается база центров, в которых можно будет калибровать относительные гравиметры: в Санкт-Петербурге, Москве, Иркутске, Хабаровске, на Камчатке.

Квантовым технологиям уделяется пристальное внимание, об этом говорит объем выделяемого на данные цели финансирования. Среди основных проблем пока остается формирование научных школ и инженерно-технологических групп, которые могли бы реализовывать наработки. В стране действует немало академических институтов, при этом ВНИИФТРИ отличается тем, что, являясь фундаментальным, не только занимается разработками, но и вводит их в эксплуатацию.

«Перед нами стоит задача — создать на базе нашего института центр, который позволит сконцентрировать усилия на необходимых для технологического развития нашей страны квантовых сенсорах — их разработке, производстве и внедрении в повседневную жизнь. Существует несколько направлений, по которым в ближайшее время можно получить успешные результаты. В том числе сделать квантовый гравиметр более технологичным: уменьшить габариты, улучшить точность и эксплуатационные характеристики. Несколько групп ученых уже ведут параллельные разработки, среди которых Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), Институт спектроскопии РАН, Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН в Новосибирске, НИЯУ «МИФИ» и другие. Наш центр будет интегрировать наработки и по мере получения научных результатов помогать их внедрению в практику. Если эта работа и дальше будет идти такими темпами, через три-пять лет квантовые технологии перевернут нашу жизнь».

Также в рамках секционной работы конференции были рассмотрены вопросы разработки оборудования, средств и методов, применяемых в области гравиметрии и магнитометрии. Так, специалистами АО «РПКБ» представлен доклад «Исследование методов оценки информативности магнитного поля Земли», в котором подчеркивается потенциал использования магнитных аномалий в навигации. Ученые ВНИИФТРИ рассказали о разработке атомного интерферометра для измерения абсолютного ускорения свободного падения. Ученые Сколковского института науки и технологий выступили с докладом «Технологии миниатюризации для оптических стандартов частоты».

Участники конференции

Всего в рамках деловой программы конференции было представлено порядка 50 докладов, которые позволили определить новые направления исследований и разработок.

В заключение мероприятия генеральный директор ВНИИФТРИ Сергей Донченко напомнил о необходимости дальнейшего развития сотрудничества между научными организациями для успешного решения задач в области построения перспективных систем навигации по геофизическим полям.

Материал подготовила Наталья ЧЕПУРНАЯ

01.01.2025

---

448

Поделиться: