Крепкое наукопожатие

15 лет назад, 10 сентября 2008 года, на границе Швейцарии и Франции был запущен Большой адронный коллайдер (БАК), в создании которого приняли участие более 10 тыс. ученых со всего мира, в том числе россияне. Крупнейшие научные проекты, объединившие исследователей из России и других стран,— в материале «Ъ».

На одной радиоволне

Проект: Европейская РСДБ-сеть
Год запуска: 1980
Страны-участницы: Великобритания, Германия, Нидерланды, Польша, Финляндия, Швеция, Испания, Италия, Китай, Пуэрто-Рико, ЮАР, Россия, Корея, Латвия

Самая чувствительная сеть радиотелескопов (EVN), принцип работы которой основан на интерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), была создана в 1980 году консорциумом из пяти крупнейших радиоастрономических институтов Европы. Изначально в нее вошли 12 аппаратов, расположенных в восьми западноевропейских странах, а позже к ним присоединились телескопы в Китае, Пуэрто-Рико и ЮАР.

В 2009 году в состав сети в качестве постоянных участников были включены три российские обсерватории — «Светлое» (Ленинградская область), «Зеленчукская» (Карачаево-Черкесия) и «Бадары» (Бурятия). В 2014 году EVN пополнилась тремя корейскими телескопами, а в 2016-м — латвийским.

На данный момент сеть состоит из 22 обсерваторий, способных проводить уникальные исследования космических радиоисточников, поскольку разбросанные по всему миру телескопы имитируют один огромный. Наблюдения EVN помогают изучению быстрых радиовсплесков, гравитационного линзирования и сверхмассивных черных дыр. С российской стороны полноправным членом организации выступает Институт прикладной астрономии РАН.

Космический дом

Проект: Международная космическая станция (МКС)
Год запуска: 1998
Страны-участницы: Россия, США, Япония, Канада, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Франция, Швейцария, Швеция

История крупнейшей орбитальной станции началась в 1993 году, когда американские шаттлы стали летать к российскому «Миру». В ходе этой программы родилась идея объединить усилия РФ и США по исследованию космоса. В 1996-м «Роскосмос» и НАСА согласовали конфигурацию станции, состоящей из российского и американского сегментов, а уже в 1998 году на орбиту был выведен ее первый элемент — функционально-грузовой блок «Заря».

На текущий момент МКС — самый масштабный и самый дорогой космический проект человечества (более $150 млрд). Российский сегмент насчитывает шесть основных модулей, американский — девять, в том числе европейский и японский. Они позволяют проводить исследования в самых разных областях науки, в первую очередь физические, астрономические, метеорологические и биологические. Один из самых известных экспериментов на МКС — поиск темной материи, который с 2011 года осуществляет альфа-магнитный спектрометр.

За 25 лет работы на МКС побывало более 200 человек из 21 страны, в том числе несколько космических туристов. Срок службы станции несколько раз продлевался, на данный момент ее эксплуатация согласована до 2024 года включительно.

По заветам Эйнштейна

Проект: Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO)
Год запуска: 2002
Страны-участницы: 18

Проект обсерватории для обнаружения гравитационных волн (LIGO), которые впервые предсказал еще Альберт Эйнштейн, физики из США предложили в начале 1980-х, однако ее строительство началось только в 1994 году. Американский Национальный научный фонд вложил в проект около $365 млн. Кроме США в разработке детекторов и анализе данных были задействованы более 1 тыс. ученых из 14 стран, в том числе две российские научные группы — Московского госуниверситета и нижегородского Института прикладной физики РАН. Сейчас организация объединяет более 100 университетов из 18 стран.

В августе 2002 года LIGO начала наблюдение, однако за восемь лет ее интерферометры не обнаружили «эйнштейновские» колебания ткани пространства-времени, после чего обсерваторию закрыли на модернизацию. В 2015-м вместе с двумя детекторами LIGO в США начала работать гравиметрическая обсерватория Virgo в Италии. Именно установки LIGO—Virgo, расположенные на двух континентах, почти сразу же зарегистрировали сигнал гравитационной волны, возникающей в результате слияния черных дыр. Объявили об этом открытии в феврале 2016 года. За исследования в этой области трем американским ученым вручили Нобелевскую премию по физике.

В погоне за «частицей Бога»

Проект: Большой адронный коллайдер (БАК)
Год запуска: 2008
Страны-участницы: более 100

Проект самого мощного в мире ускорителя частиц появился в 1994-м. Спустя два года Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) договорилась с РФ о производстве компонентов коллайдера, в частности детекторов, благодаря чему Россия получила статус государства-наблюдателя, а в 1997-м был подписан протокол об участии в строительстве Объединенного института ядерных исследований (штаб-квартира в подмосковной Дубне). К моменту запуска стоимость проекта достигала $6 млрд.

Отечественные ученые внесли в сооружение БАК значительный вклад. Например, в 2001 году ЦЕРН получила 540 магнитов, собранных в новосибирском Институте ядерной физики. Всего в создании ускорителя поучаствовали 700 сотрудников из 12 институтов и двух федеральных ядерных центров России.

Главное достижение БАК — обнаружение в 2012 году бозона Хиггса, существование которого было предсказано еще в 1964-м. Его часто называют частицей Бога. Также коллайдер позволяет исследовать топ-кварки и кварк-глюонную плазму. В марте 2022 года из-за спецоперации ЦЕРН приостановила статус России и отказалась от сотрудничества с ней, а ряд западных ученых выступили против авторства россиян в научных работах. Впрочем, организация пообещала следить за ситуацией и принимать дальнейшие меры в свете ее развития.

Белковая инвентаризация

Проект: «Протеом человека»
Год запуска: 2010
Страны-участницы: более 20

В 1990 году правительство США инициировало международный проект «Геном человека», целью которого стало определение всех пар оснований человеческой ДНК. Ключевые работы были выполнены в исследовательских центрах США, Великобритании, Франции, Германии, Японии и Китая, хотя в них принимали участие ученые и из других стран, в том числе россияне. К 2003 году они расшифровали 92% генома, объявив о завершении проекта. Полная последовательность ДНК была раскрыта в 2022-м.

В 2010 году по инициативе России, США, Кореи, Швеции, Канады и Ирана стартовал еще более масштабный и трудоемкий проект — «Протеом человека», который призван провести «инвентаризацию» всех белков, закодированных в геноме. Российские ученые занимаются определением протеома 18-й хромосомы. На данный момент в проекте принимают участие более 20 стран, он завершен на 93%.

Полученные данные открывают новые возможности в медицинской диагностике и лечении заболеваний. Россия не участвовала в «Геноме человека» на государственном уровне, но в «Протеоме», одним из инициаторов которого стал Институт биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича, отечественные коллективы занимают лидирующие позиции.

С лазерной точностью

Проект: Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах
Год запуска: 2017
Страны-участницы: Германия, Россия, Дания, Франция, Венгрия, Польша, Словакия, Швеция, Швейцария, Италия, Испания, Великобритания

Строительство крупнейшего в мире лазера, который позволяет исследовать сложные биохимические процессы на атомарном уровне, началось в Германии в 2009 году. Установка длиной 3,4 км расположена в туннеле, залегающем на глубине до 38 м между Гамбургом и Шенефельдом. Рентгеновские вспышки, вызываемые пучками разогнанных электронов, позволяют получать трехмерные изображения вирусов и химических реакций, имеющие огромное значение в медицинских исследованиях.

Большую часть финансирования проекта стоимостью €1,2 млрд на себя взяла Германия (58%). Россия выступала основным партнером (27%). Куратором с ее стороны стал Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Остальные учредители (изначально семь) внесли по 1–3%. В 2017 году установка была официально введена в эксплуатацию, после чего в проект вошли еще три государства — Испания, Италия и Великобритания. Страны используют лазер для проведения исследования соразмерно участию в финансировании.

В условиях вечной мерзлоты

Проект: «Пан-арктическая система систем наблюдений» (Arctic PASSION)
Год запуска: 2021
Страны-участницы: 18

В рамках четырехлетнего проекта по исследованию Заполярья, получившего название «Пан-арктическая система систем наблюдений» или Arctic PASSION, объединились ученые из 36 научных организаций 18 стран мира. В состав консорциума под руководством немецкого Института морских и полярных исследований вошли Россия, Канада, Норвегия, Финляндия, США и другие. Объем финансирования составил €15 млн.

На создание совместного проекта научное сообщество подтолкнуло стремительное потепление климата Арктики: таяние вечной мерзлоты, изменение состава почв и ареала животных, эмиссия углерода, появление новой растительности. Результаты исследования, собранные в единую базу знаний, в том числе при участии коренного населения, будут использоваться для решения вопросов продовольственной безопасности и адекватного реагирования на климатические и социально-экономические изменения в макрорегионе.

От РФ в исследовательской коллаборации участвовали представители Томского госуниверситета и Института океанологии РАН, однако после начала спецоперации сотрудничество с ними приостановлено.

Термоядерный прорыв

Проект: Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР)
Планируемый год запуска: 2025
Страны-участницы: ЕС, Россия, США, Китай, Индия, Япония, Корея

Инициатором использования термоядерной энергии в мирных целях в 1985 году выступил генсек ЦК КПСС Михаил Горбачев на женевской встрече с президентом США Рональдом Рейганом. Вскоре идею поддержали ЕС и Япония, а уже в 1988-м начались инженерные изыскания. Окончательно проект международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) был согласован всеми участниками в 2001 году.

С 2010-го на территории французской коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс ведется строительство крупнейшего в мире токамака, стоимость которого, по последним данным, достигает €44 млрд. Ввод ИТЭР в эксплуатацию и получение первой плазмы запланированы на 2025 год. Страны-участники договорились финансировать проект путем поставки высокотехнологичного оборудования. Например, Россия производит сверхпроводящие магниты, устройства нагрева плазмы и другие компоненты.

Украинский кризис на международном сотрудничестве не сказался: в ноябре 2022 года из Санкт-Петербурга во Францию отправился один из шести кольцевых магнитов весом 200 тонн, составляющий верхнюю часть токамака.