Освоение Арктики и Мирового океана

Мировой океан — это непрерывная водная оболочка, которая составляет 94% от всей воды на поверхности нашей планеты. Остальные 6% - это воды суши, но и они связаны с Мировым океаном через круговорот молекул.

Мировой океан занимает 71% поверхности Земли. Конечно, от состояния этой огромной территории зависит благополучие всей планеты. В обозримом будущем Мировой океан может стать основным источником ресурсов, включая энергетические, а также средой постоянного обитания части человечества.

Основные тренды в вопросах использования Мирового океана — рациональное природопользование, сбалансированный, комплексный подход к его богатствам, основанный на объединении усилий всего мирового сообщества. Спектр вызовов для обеспечения такого подхода обширен. Это безопасное судоходство, включающее цифровую навигацию (E-navigation) и связь, инновационное судостроение, освоение подводных ресурсов, картирование рельефа морского дна для упрощения морской геологоразведки, разработка подводной робототехники, подводная связь, экологический мониторинг поверхности Мирового океана, аквакультура, эффективное рыбоводство и рыболовство.
 

1. Цифровой двойник подводного робота «ПРОМЕТЕЙ-4»: сравнение поведения в симуляции и реальной среде

Аннотация: Проект направлен на создание цифрового двойника российского подводного робототехнического комплекса (РТК) «ПРОМЕТЕЙ-4» в интерактивной 3D-среде с возможностью моделирования, управления и анализа поведения аппарата в различных условиях. Особенностью проекта является сочетание виртуального моделирования и реальных практических испытаний в воде: в бассейне, пруду и прибрежной морской зоне. 
Школьники разработают симулятор, в котором реализуются ключевые параметры движения, устойчивости и управления подводным аппаратом. Затем, в рамках практической части, участники проведут сравнение с натурными испытаниями на тестовом роботе в естественной среде. Это позволит участникам на практике освоить методы проектирования, программирования, анализа и верификации инженерных решений.

Партнер: ООО  «СМЕЛКОМ РОБОТИКС»

2. Антропогенные нефтесодержащие разливы в Арктике: спутниковый мониторинг (на примере Баренцева моря)

Аннотация: 

Баренцево море – это уникальный и экологически уязвимый регион, имеющий большое значение для биоразнообразия, рыболовства и судоходства. Однако активная хозяйственная деятельность (добыча нефти и газа, морские перевозки) создает серьезную антропогенную нагрузку на экосистему. Одной из ключевых угроз являются нефтесодержащие разливы, которые чаще всего происходят в результате аварий на нефтедобывающих платформах и из-за судовых сбросов.  

Почему проект важен?  
- Экологическая угроза: нефтяные загрязнения наносят катастрофический ущерб морским экосистемам, приводя к гибели рыб, птиц и млекопитающих.  
- Экономические потери: загрязнение воды снижает продуктивность рыболовства, а ликвидация разливов требует огромных затрат.  
- Специфика региона: арктические экосистемы особенно чувствительны к антропогенному воздействию

Использование радиолокационных спутниковых снимков позволяет оперативно обнаруживать нефтяные пятна даже в условиях облачности и полярной ночи, что критически важно для экологического мониторинга в Арктике.  

Проект предполагает обработку и анализ космических данных для обнаружения нефтесодержащих разливов, подсчета их масштабов и выявления зон повышенного загрязнения, что поможет минимизировать экологический и экономический ущерб.

Партнер: ООО «Лоретт»

3. Мобильный роботизированный комплекс для добычи полезных ископаемых в рамках разработки подводных карьеров

Аннотация: Согласно Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации освоение Мирового океана является одним из приоритетных направлений, в рамках которых происходит трансформация современного судоходства, энергетики и прикладных областей машиностроения. Это связано прежде всего с большим количеством неосвоенных подводных залежей полезных ископаемых и нефтегазовых месторождений, а также с появлением таких новых технологий транспортирования, как беспилотный транспорт. Так, например, в акватории нашей страны сосредоточено 25% российских запасов нефти, 90% запасов никеля и кобальта, 60% запасов меди и т.д.
Однако существует ряд проблем, препятствующих активной добыче этих ресурсов: сложные климатические условия отдельных регионов ограничивает работу человека; поиск сложных технических и логистических решений для добычи ископаемых и последующей транспортировки в перерабатывающие центры; большая стоимость и длительная отработка существующих проектных решений и т.д.
Для решения указанных проблем предполагается использование роботизированных мобильных комплексов, которые могут позволить добывать полезные ископаемые в труднодоступных местах на больших глубинах – до нескольких тысяч метров, что невозможно при, например, использовании драг или земснарядов.
Цель данного проекта заключается в создании подводного мобильного роботизированного комплекса, предназначенного для добычи полезных ископаемых в рамках разработки подводных карьеров.

Партнер: СФТИ НИЯУ МИФИ

4. Автономные источники электрической энергии на основе возобновляемых ветроэнергетических систем для Арктических объектов

Аннотация: Возрастающий интерес к Арктическому региону привел к увеличению объектов и населенных пунктов и, как следствие, к увеличению потребляемой энергии. Проблемой централизованного энергообеспечения также является большие расстояния между объектами, что требует создания разветвленной сети линий электропередач. Арктическая энергетическая система не имеет связи с промышленной энергетической сетью, а строительство мощных ТЭЦ связано с рядом трудностей, в том числе и доставке топлива. Также хрупкая экосистема требует особого подхода в проектировании энергетических комплексов с минимальным воздействием на экосистему. Таким образом возникает необходимость в создании надежной и эффективной системе генерации энергии с минимальным воздействием на климат Арктики.

Партнер: ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

5. Мониторинг параметров морских волн с помощью подводного акустического волнографа

Аннотация: Проект посвящен развитию новых методов измерения параметров морских волн и исследованию влияния параметров морских волн на характеристики отраженного излучения. Для этого исследования предлагается использовать новый прибор разработанный в Институте прикладной физики РАН - подводный акустический волнограф. Подводный акустический волнограф предназначен для непрерывного мониторинга морских волн независимо от атмосферных условий, освещенности, штормов, осадков и даже в замерзающих морях.

Партнер: ФГБНУ ФИЦ «Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН»