МГУ удивил военных ученых квантовым телефоном и фотонным радаром

Вузовская наука поможет Минобороны заглянуть за горизонт

10.10.2018 в 17:54, просмотров: 3820

Наша армия за последние годы стала другой. «Путинское» оружие, операция в Сирии, маневры «Восток-2018»… А что будет завтра? Сможет ли она противостоять новым угрозам? Ответы на эти вопросы призваны дать военные ученые в союзе с вузовской и фундаментальной наукой. Об этом говорили участники совместного заседания Военно-научного комитета Вооруженных сил и Союза ректоров России. Инициатором разговора, который состоялся в МГУ, стала комиссия Общественного совета при Минобороны по военному строительству и научным исследованиям проблем безопасности. «МК» узнал о прорывных совместных научных проектах в интересах обороны и безопасности.

МГУ удивил военных ученых квантовым телефоном и фотонным радаром
Фото: relero.ru

Военная наука: подъем после разгрома

О состоянии и перспективах развития военной науки рассказал гражданским коллегам председатель Военно-научного комитета Вооруженных сил замначальника Генштаба генерал-лейтенант Игорь Макушев. Главный вывод, который можно сделать из приведенных им сведений, — российская военная наука справилась с ужасными последствиями «реформ по Сердюкову» и сегодня находится на подъеме.

Начатые в 2010 году, при прежнем руководстве военного ведомства, попытки преобразования системы научных исследований, к сожалению, свелись к сокращению численности институтов и органов руководства научной работой, а также непродуманному объединению научных организаций по территориальному признаку.

«Реформирование военной науки в 2010 году привело к потере оперативности управления научной работой, разрушению научных школ и резкому снижению научного потенциала. Количество докторов и кандидатов наук в научных подразделениях снизилось почти на 30%, а в НИИ — на 25%», — сообщил Игорь Макушев.

Ситуацию потребовалось срочно исправлять. В 2015 году по решению Совета безопасности в Минобороны была утверждена Концепция развития военно-научного комплекса на период до 2025 года. Многое удалось сделать. Главное — восстановлена система руководства научной работой.

Сегодня военная наука занимается обоснованием направлений военного строительства и научной проработкой развития систем вооружения. Военно-научный комплекс подчиняется начальнику Генштаба. В его составе — 19 научно-исследовательских организаций, 28 вузов, 25 военно-научных комитетов, созданных при штабах видов Вооруженных сил, родов войск и центральных органах военного управления. Внедрена невиданная доселе форма привлечения молодых перспективных специалистов к военно-научной работе — научные роты. Сегодня их 16, а будет несколько десятков.

Ежегодно в интересах Минобороны проводится более тысячи научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Примерно 40% — непосредственно организациями военно-научного комплекса, а остальные — предприятиями промышленности при сопровождении военными НИИ.

Чтобы наука лучше служила насущным потребностям войск, вовсю используется опыт операции в Сирии. В 2017 году в составе штатных подразделений боевой опыт в этой горячей точке получили свыше 1000 военных ученых и преподавателей. Одна из задач — апробация в боевых условиях примерно 300 образцов нового вооружения. Участие военных ученых позволило организовать устранение нескольких сотен недостатков, выявленных в ходе реальной эксплуатации и боевого применения.

С финансированием военно-научной деятельности все в порядке. Выделяемые на военные исследования средства с 2012 года выросли почти в два раза и составляют более 170 млрд рублей. В 2018 году, несмотря на общее сокращение расходов, финансирование НИОКР сохранилось на прежнем уровне.

На снимке (справа налево): ректор МГУ Виктор Садовничий (стоит), замначальника Генштаба Игорь Макушев, члены общественного совета при Минобороны Александр Каньшин и Рафаэль Тимошев. Фото: пресс-служба МГУ

В результате в 2017 году, например, организациями Минобороны завершено 180 научно-исследовательских работ. Получено более 700 результатов, связанных в основном с разработкой нового оружия и модернизацией существующего. Часть научных работ выполнена в интересах совершенствования применения войск и боевой подготовки. В прошлом году завершено научное сопровождение 206 опытно-конструкторских работ по созданию перспективных образцов вооружения. Стоимость госконтрактов — свыше 49 млрд рублей. Подготовлены проекты тактико-технических заданий на 154 НИОКР, выполнение которых организовано в 2018 году.

Решением министра обороны увеличена доля старших научных сотрудников в НИИ. Большое внимание уделяется социальному статусу военных ученых. В 2015 году внесены поправки в Федеральный закон «О воинской обязанности и военной службе», предусматривающие присвоение воинского звания на одну ступень выше занимаемой должности при наличии у военнослужащего ученой степени.

Минобороны ставит задачу укомплектовать свои научные организации специалистами не меньше чем на 80%. При этом доля научных работников, имеющих квалификацию «доктор» или «кандидат наук», планируется довести до 60%, а их средний возраст — снизить до 55 лет.

В 2018 году введена дополнительная ежемесячная денежная надбавка для военнослужащих, имеющих ученую степень и проходящих службу в научных организациях. Ее размер составил 15% от должностного оклада для кандидатов наук и 30% — для докторов наук.

Размер заработной платы гражданских научных сотрудников в научно-исследовательских организациях Минобороны увеличился за последние годы почти в два раза и составил 200% от среднего значения данного показателя в соответствующем регионе. В результате средний размер заработной платы в научных организациях Минобороны составляет свыше 100 тысяч рублей. Уже вполне можно конкурировать по этому показателю с гражданскими научными организациями.

Армия и вузы: союз во имя обороны

Но Минобороны видит в вузовской и фундаментальной науке не конкурента, а верного союзника. Военное ведомство нацелено на укрепление связей военно-научного комплекса с ведущими научными и технологическими центрами страны. Цель такого союза — не только исключить возможность отставания России в передовых научных областях, но и обеспечить лидирующую роль нашей страны в вопросах создания принципиально нового вооружения. Среди партнеров — Фонд перспективных исследований, Российский фонд фундаментальных исследований, Российская академия наук, ведущие вузы страны, в числе которых МГУ, МГТУ, МАИ.

Пример научного содружества — деятельность Научно-исследовательского центра, созданного Минобороны на территории города Иннополис в Татарстане. Центр, используя потенциал гражданских «соседей», решает задачи по внедрению в Вооруженные силы актуальных разработок в таких наукоемких отраслях, как робототехника, системы управления и связи, энергетика, новейшие материалы.

Создаваемый по решению президента Исследовательский испытательный арктический научный центр Минобороны также ориентирован на тесное взаимодействие с гражданской наукой. Совместно с Российской академией наук проработаны механизм его функционирования, состав, структура, тематика совместных исследований и порядок взаимодействия. Ключевые подразделения Арктического центра появятся в Санкт-Петербурге, Архангельске и Приозерске.

На совещании в МГУ генерал Игорь Макушев прорекламировал и новый научный проект Минобороны — Военный инновационный технополис «Эра», создаваемый в Анапе. К совместной работе в нем приглашены ведущие вузы. Все вместе будут реализовывать проекты, способные обеспечить России военно-техническое лидерство.

Из всех российских вузов, откликнувшихся на призыв Минобороны к сотрудничеству, в лидерах по числу проектов, реализуемых в интересах военного ведомства, МГТУ имени Баумана. Ректор Бауманки — кузницы кадров для ракетно-космической отрасли — Анатолий Александров не без гордости сообщил, что вуз по прямым контрактам с Министерством обороны проводит НИОКР на 1,5–2 млрд рублей в год. Объем работ, где МГТУ — в соисполнителях, достигает четырех миллиардов рублей.

Ректор МГТУ имени Баумана Анатолий Александров. Фото: пресс-служба МГУ

При этом, уточнил ректор, «НИОКРы — это то, что заканчивается «железом», что летает, стреляет, «видит», что идет на снабжение Российской армии». Министр обороны и начальник Генштаба — частые гости МГТУ. Именно там, в одну из встреч Сергея Шойгу со студентами Бауманки, родился термин «научная рота».

К сожалению, далеко не все российские университеты сегодня могут оказывать квалифицированную научную помощь военному ведомству. Если раньше порядка двухсот университетов эффективно работали по военной тематике и имели кадровый и лабораторный потенциал, то сегодня только два десятка университетов России и могут продолжить эту работу. И это проблема. Союз ректоров намерен ставить вопрос о том, чтобы вузы восстановили утраченный уровень.

Одно из научных направлений, которое активно осваивает Бауманка, относится к работам двойного (военного и гражданского) назначения и связано с задачей освоения Арктики. Подписаны контракты на сотни миллионов рублей. Есть уже и первые результаты, о которых ректор лишь намекнул: пока не время раскрывать все карты.

Новые технологии, к примеру, помогут добывать железо-магниевые конкреции со дна океана. «Несметные богатства, которые надо достать. Умеют это делать сегодня только канадцы. Нас это не пугает, мы тоже можем, умеем и обязательно создадим такую технику», — заявил ректор Бауманки.

О том, что в освоении технологий подводных работ заинтересован и отечественный Военно-морской флот, думаю, говорить не стоит: и так ясно.

Искусственный военный интеллект

Одну из областей эффективного взаимодействия вузовского научного потенциала и военной науки назвал на совещании декан факультета мировой политики МГУ, академик РАН Андрей Кокошин. В свое время он послужил первым заместителем министра обороны и хорошо понимает военную проблематику. Возглавляемый им факультет МГУ на протяжении ряда лет ведет прогнозные исследования, нацеленные на выявление угроз национальной безопасности и оценку возможности осуществления нами эффективного стратегического ядерного и неядерного сдерживания.

Работы ведутся в интересах Совета безопасности и Минобороны. Ученые факультета, к примеру, анализируют долгосрочные и среднесрочные перспективы развития различных систем вооружения, просчитывают поведение основных наших оппонентов на международной арене в различных конфликтных и кризисных ситуациях. Ученые, как в шахматах, стараются предвидеть ходы соперников. И тут им на помощь очень скоро могут прийти технологии искусственного интеллекта. Минобороны в исследованиях на эту тему очень заинтересовано.

Академик Кокошин, правда, считает, что до полной ясности в проблеме искусственного интеллекта еще далеко. «Тематика искусственного интеллекта в ряде моментов спорна. Есть высокие риски в разработке систем искусственного интеллекта, особенно применительно к военным задачам. Это касается в основном автономных систем искусственного интеллекта», — отметил ученый.

С другой стороны, по его словам, есть колоссальная потребность в исследованиях по созданию систем поддержки принятия решений с использованием технологий искусственного интеллекта. И в этом направлении не исключены прорывные научно-технические идеи. По его словам, потенциально есть очень крупные результаты, которые могут быть получены с использованием методов обработки больших данных, машинного обучения. Как раз эти технологии очень сильно развиты в МГУ, где работает крупнейший в стране суперкомпьютер «Ломоносов».

«Думаю, в ближайшее время будут достигнуты очень важные результаты и сформулирована четкая программа исследований разработок по использованию технологий и систем искусственного интеллекта», — заключил академик Кокошин.

Квантовая революция

Ректор МГУ Виктор Садовничий уверен, что вузовская и фундаментальная наука могут и должны послужить военному делу. В наши дни ученые физического факультета МГУ во многих научных направлениях — на передовых позициях. Об этом рассказал декан физического факультета и руководитель созданного в МГУ в 2014 году Центра оборонных технологий Николай Сысоев. Ученые этого центра серьезно продвинулись в таких областях, как фотоника и квантовая электроника.

Та же фотоника во всем мире считается индустрией будущего. Уже сейчас глобальный рынок превышает $500 млрд. Фотонные приборы, сенсоры, устройства защиты систем передачи и обработки информации значительно превосходят по характеристикам электронные аналоги.

О характере грядущей квантовой революции дает представление разработанный на физфаке МГУ высокопроизводительный шифратор. Он позволяет в автоматическом режиме шифровать информацию с очень высокой скоростью — до 10 гигабит в секунду. Для сравнения: 10 гигабит в текстовом варианте — это примерно 200 романов объемом с «Войну и мир» Льва Толстого.

Самое главное, что шифратор гарантирует невиданный уровень защищенности информации. Канал распределения криптографических ключей обновляется раз в несколько секунд, тогда как существующие шифраторы меняют набор ключей один раз в несколько месяцев. Так что преимущество квантовой связи в части защиты передаваемой информации очевидно.

Технология протестирована. Система стабильно работает на оптоволоконных линиях между двумя городами Московской области на расстоянии в 32 километра. Работа полностью автоматизирована, участия человека не требуется. Есть уже даже первая действующая защищенная квантовыми технологиями линия связи: квантовый телефон установлен между кабинетом ректора МГУ и кабинетом декана физфака.

Квантовая революция, которая спишет в архив все достижения современных суперкомпьютеров, на подходе. На физическом факультете МГУ ведутся работы в области квантовых вычислений. Почему это важно? Сопоставление производительности классического суперкомпьютера и квантового компьютера отвечает на этот вопрос. С математической задачей, которую классический суперкомпьютер с производительностью нескольких тысяч персоналок будет считать около 10 миллионов лет, квантовый компьютер сможет справиться за 18 секунд!

Можно представить, какую экономию времени можно получить с помощью квантовых компьютеров, например, в расчетах аэродинамики новых самолетов или прочности крупногабаритных конструкций — мостов, тоннелей, небоскребов… Да и в военном деле тоже есть что считать с максимально возможной скоростью. Например, траектории ракет или координаты целей.

И микродрон не пролетит

Еще одна прорывная технология физфака МГУ — получение фотонных кристаллов на основе пористого кремния. Одно из применений — фотонные фазовращатели на активных фазированных антенных решетках (АФАР) радаров различного назначения. В том числе — для систем ПВО и ПРО. Радары с АФАР работают в наиболее точном — миллиметровом — диапазоне длины волн. Новация МГУ позволит повысить точность определения координат целей, защитит РЛС от помех, увеличит скорость управления лучами в тысячу раз, обеспечит снижение массогабаритных показателей антенн в 12 раз и энергопотребления — в 8 раз.

Специалисты физфака МГУ первыми в мире разработали и радиорелейную линию связи нового поколения. Это система передачи информации быстрого развертывания, обладающая повышенной скрытностью и надежностью.

Это единственное беспроводное решение, обеспечивающее скорость передачи до 10–20 гигабит в секунду на расстояние до 25 км. Параметры российской установки на порядок превосходят аналогичную американскую разработку.

Это еще не все достижения физфака МГУ. Разработан и проходит тестирование широкополосный радар, который совмещает в себе возможности помехоустойчивого радиолокатора для решения задач разведки и радиоэлектронной борьбы. Радар позволяет получать не только координаты облучаемого объекта, но и его изображение, обеспечивающее идентификацию целей на дальности от десяти метров до трехсот километров. О рекордных характеристиках чудо-радара говорит, например, такой показатель. Цель размером в 1 сантиметр, эдакий микродрон размером со шмеля, он «увидит» и идентифицирует на расстоянии до 13 километров! То есть от «взгляда» радара не укроется ни один микродрон.

В последние годы в военном деле отмечается взрывное распространение беспилотной техники. И эта тенденция не осталась незамеченной специалистами Центра оборонных технологий МГУ. Они разработали высокоэффективную схему связи и управления для беспилотных летательных аппаратов. Цель — обеспечение высокоскоростной защищенной передачи телеметрической информации, аудио- и видеоданных как между беспилотным аппаратом и наземной станцией, так и между беспилотными аппаратами. Скорость передачи данных — не менее 50 мегабит в секунду. Тот же оцифрованный роман «Война и мир» — это чуть более 6 мегабит. Связь надежна на расстоянии до 80 км. Если использовать сеть из десяти дронов-ретрансляторов, то характеристика дальности вырастает на порядок.

О том, насколько предлагаемые решения имеют прорывной характер, говорит такой пример. Существующие серийно выпускаемые станции тропосферной связи имеют скорость передачи всего 2 мегабита в секунду. Специалисты МГУ разработали и полностью протестировали тропосферную линию связи нового поколения с минимальной скоростью передачи данных до 20 мегабит в секунду на дальность до 230 км. В разработке — станции тропосферной связи, работающие на дальности до 300 км со скоростью 20 мегабит в секунду и на дальность 600 км со скоростью 10 мегабит в секунду.

Завидные перспективы и у такой разработки физфака МГУ, как электродвигатели нового поколения на базе редкоземельных металлов. КПД таких двигателей на 20% выше, чем у обычных аналогов, и достигает 95–98%. Двигатель практически не греется. Его масса и габариты в 4–6 раз меньше, чем у равносильного «обыкновенного» собрата. Двигатели смогут работать в жидких агрессивных средах на любых глубинах. При этом почти отсутствуют акустические и электромагнитные шумы. Сфера применения супердвижков понятна: авиастроение, надводные и подводные аппараты, различные роботы.

***

Подводя итоги разговора в стенах Фундаментальной библиотеки МГУ, Виктор Садовничий отметил, что совещание открывает широкое поле для сотрудничества военной и вузовской науки. Он поблагодарил Общественный совет при Минобороны за полезную инициативу. По итогам обсуждения решено сформировать план совместных действий Союза ректоров России и Военно-научного комитета Вооруженных сил.