Какие технологии и инновации помогают осваивать Арктику24.05.2023 20:31

Арктика — малопригодный для жизни регион, представляющий при этом огромную ценность с точки зрения добычи природных ресурсов. Это не только нефть, но и ценные металлы, в том числе используемые в высокотехнологичных устройствах. Впрочем, реализуемые в Арктике идеи не ограничиваются добычей топлива и металлов. Инвестиционные проекты только со стороны России затрагивают самые разные сферы и по различным подсчетам требуют привлечения триллиона рублей, из которых 400 миллиардов уже выделено из федерального бюджета. 

Автоматизация в добывающей промышленности

Поскольку в первую очередь Арктика известна своими ресурсами, именно добывающие и геолого-разведывательные компании сосредоточены на развитии технологий. Поскольку работа ведется в экстремальных условиях, данные организации стараются максимально повысить степень автоматизации своих разработок. 

Например, буровую установку с высокой автоматизацией Transocean Enabler создала компания Statoil. Установка не только находится на полностью автоматизированном управлении, но и в целом почти не оставляет следов пребывания человека. Разработчикам удалось добиться нулевых выбросов вредных химических веществ в окружающую среду. 

Разрабатываются и целые комплексы по добыче полезных ископаемых с небольшим числом людей и высокой степенью автономности. Постепенно развивается российский проект «Айсберг», реализуемый ЦКБ «Рубин» и Фондом перспективных исследований. Над ним работали с 2015 года и по официальным данным проектирование завершено в 2017 году. В различных интервью «Айсберг» называли полноценным подводным городом с высокой степенью автоматизации. 

В «Айсберг» входит подводный буровой комплекс, подводное судно для сейсморазведки, подводный монтажный и сервисный комплексы. Подводные лодки должны быть способны обеспечивать автономное существование около 40 человек на протяжении 90 суток. Также спроектирован подводный энергетический комплекс со сроком службы в 30 лет, способный полностью автономно, без вмешательства человека или сервисного обслуживания работать от 8000 часов (почти год).

Автономные и необитаемые подводные аппараты разрабатывает компания «Океанос» в сотрудничестве с Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом и частными корпорациями. Они способны опускаться на глубину до километра и находится в автономном режиме более полугода. Испытания проводились в 2015–2017 годах и были вполне успешны. 

Еще один автономный глубоководный робот под названием Tan’so 4500 был разработан учеными из Китая. Изначально это был робот для более южных широт, но его адаптировали под арктические условия. Робот использовался для исследований и получения данных о проходящих геологических процессах. Из-за высокой плотности льда разработчикам также пришлось придумать новую технологию извлечения образцов на поверхность. Акустическое дистанционное управление и автоматическое наведение приводит к тому, что роботу удается преодолевать самые разные препятствия, включая быстро движущиеся массы льда на относительно открытых участках. 

Искусственный интеллект 

Часть задач может почти полностью передаваться системе с использованием искусственного интеллекта. В 2019 году «Газпром нефть» запустили систему «Капитан» для цифрового управления логистикой. Система в онлайн-режиме отслеживает почти все процессы по добыче и перевозке ресурсов в арктических условиях, рассчитывает маршруты танкеров и выбирает оптимальный путь. В итоге стоимость вывоза тонны нефти сократилась на 12%. 

Искусственный интеллект IceNet, о разработке которого сообщила в 2021 году международная группа исследователей, способен с высокой точностью прогнозировать движение льда. Авторы проекта заявляют, что система работает в тысячи раз быстрее традиционных методов. Точность прогнозирования на два месяца вперед составляет до 95%. Отличие в том, что ИИ не пытается прогнозировать ситуацию исходя из законов физики. Система обучена на результатах десятилетних наблюдений за ледяным покровом и данных моделирования климата. В ходе загрузки новой информации IceNet продолжает обучаться и совершенствоваться. 

Повышение уровня жизни и безопасности

Амбициозный проект — постройка канатного аэромоста над Анадырским лиманом. Компания «Транслиман» хочет построить канатную дорогу на 7600 метров с четырьмя кабинами с вместимостью до 35 человек. Время в пути займет около получаса, а стоимость билета планируется примерно в 6 раз ниже, чем при переправе по воде. По предварительным оценкам инвестиции в проект должны были составить около 2,7 млрд. рублей. Также планировалось, что проект будет запущен зимой 2023–2024 года, но неизвестно, как обстоят дела в условиях санкций.

Проекты по улучшению условий жизни в Арктике в целом основном находятся на стадии рассмотрения или совершенствования. Например, Министерство по чрезвычайным ситуациям России и ЦННИ РТК в 2018 году разрабатывали интеллектуальную систему управления роботами и дронами для проведения поисково-спасательных работ. Ожидалось, что дроны будут разведывать территорию, а автоматизированные платформы заниматься эвакуацией, одновременно перевозя до 20 человек. Запуск планировался в 2021 году, но, видимо, проект так и не был доработан. 

Впрочем, беспилотные устройства действительно все активнее разрабатываются и используются в арктических условиях. НТИ «Искусственный интеллект» разработали беспилотники для разведки льда, компания SkyStream разработала спасательный беспилотник для разведки обстановки и спасения утопающих, успешно испытав его в 2021 году. Газпром уже в 2023 году запустил для перевозок беспилотные грузовики. 

Экология

Активно ведется работа над альтернативными источниками энергии, в первую очередь использованием ветра и солнца. Полевую базу «Бухта Тихая» уже удалось полностью обеспечить энергией на весь сезон за счет размещения 36 солнечных панелей, оставив топливные генераторы только в качестве запасного варианта. 

Масштабным проектом стало строительство Кольской ВЭС мощностью 200 МВт компанией «Энел Россия». Материнская компания Enel выделила на проект порядка 270 млрд евро. Планируется, что работа станции приведет к снижению выбросов углекислого газа на 600 000 тонн в год. Проект не остановился даже после введения санкций в 2022 году, пусть и задержался в связи с нарушением контракта подрядчиком Siemens Gamesa. О запуске сообщали в конце 2022 года. Проект может считаться самым крупным ветропарком за полярным кругом — он занимает более 250 гектар. 

В 2020 году была запущена первая в мире плавучая атомная станция. Она конструировалась больше десятилетия и входит в состав плавучего энергоблока «Академик Ломоносов». Энергии станции хватит на город в 100 тысяч человек. Такие станции критикуются за слишком высокую стоимость строительства — только энергоблок стоил более 20 млрд рублей, а все вложения оценивались в почти 170 млрд. Однако предполагается, что такие станции позволят снабжать энергией отдаленные регионы и обеспечивать энергией добычу меди, поэтому «Росатом» уже начинал разрабатывать второе поколение плавучих АЭС. 

Итоги

В развитие технологий, позволяющих использовать ресурсы Арктики и повышать возможность нахождения там людей, вкладываются внушительные деньги. Вместе с рядом государственных инициатив условия позволяли развивать много интересных и амбициозных проектов. В 2022 году реализация многих из них была заморожена из-за ухудшения международных отношений и возможностей сотрудничества. 

Тем не менее, масштабные задумки продолжают развиваться. Весной 2023 года одобрен проект международной научной станции «Снежинка». Это должна быть первая станция, способна работать круглый год, даже в период полярной ночи. Проект развивается МФТИ и целым рядом компаний и должен стать полноценным научным городом с инновационными технологиями.

P.S. В нашем телеграм-канале мы разыгрываем бесплатную регистрацию товарного знака и другие призы. Приглашаем принять участие.

О сервисе Онлайн Патент

© Habrahabr.ru