ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО ПЕРЕДОВЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ Где нужны инновационные идеи?

5приоритетных направлений для инновационных разработок

Главные факты из мира

технологий

ВСТУПЛЕНИЕ

02 СИМВОЛЫ ПЕРЕМЕН

06 КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ:ИСПОЛЬЗУЙ ВОЗМОЖНОСТИ СПУТНИКОВ, СОЗДАВАЙ НОВЫЕ СЕРВИСЫ, СМОТРИ ШИРЕ ЗЕМЛИ

12 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ:ПОМОГАЙ ЭКОНОМИТЬ, ПРЕВРАЩАЙ ЭНЕРГИЮ В ДЕНЬГИ, СОХРАНЯЙ ПЛАНЕТУ

18 МЕДИЦИНА:УПРАВЛЯЙ ГЕНАМИ, ПОВЫШАЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕКАРСТВ, УЧИТЫВАЙ ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ, ПРОДЛЕВАЙ ЖИЗНЬ

24 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:ИСПОЛЬЗУЙ СОЗДАННУЮ ИНФРАСТРУКТУРУ, ДЕЛАЙ МИР УДОБНЕЕ, СТИРАЙ ГРАНИЦЫ, ПРИБЛИЖАЙ ЗАВТРА

30 ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:СОЗДАВАЙ ТОПЛИВО БУДУЩЕГО, ДЕЛАЙ МИР ЭФФЕКТИВНЕЕ И ЧИЩЕ

36 СООБЩЕСТВО ИННОВАТОРОВ РОССИИ — FUTURUSSIA

СОДЕРЖАНИЕ

1

ВСТ

УПЛ

ЕНИ

Е

СИМВОЛЫ ПЕРЕМЕН

2

Кто такие инноваторы? Билл Хью-летт и  Дэйв Паккард, Билл Гейтс и  Пол Аллен, Стив Джобс и  Стив

Возняк, Сергей Брин и Ларри Пейдж? Пожалуй, что да. Имена этих амери-канцев отлично известны всем, а соз-данные ими компании сделали наш мир современнее, удобнее и  лучше. Но только  ли в  США можно найти та-кие имена? Пожалуй, что нет.

В  природе не  существует закона, согласно которому инновации рожда-лись  бы исключительно в  калифор-нийской Кремниевой долине. Евгений Касперский, основав свою «Лабора-торию» в  России, одолел большин-ство конкурентов на  мировом рынке компьютерной безопасности. Давид Ян в  России создал компанию ABBYY, которая стала мировым № 1 на рынке программ для распознавания текстов. Аркадий Волож построил в России по-исковик «Яндекс», который в  Google сегодня считают своим единственным технологическим конкурентом.

Но в последние десятилетия инно-вации в  России создавались скорее вопреки, чем благодаря усилиям госу-дарства. Сейчас ситуация поменялась. Страну возглавил молодой, энергич-ный и  продвинутый лидер, ставший драйвером этих изменений. Дмитрий Медведев провозгласил курс на  мо-дернизацию, осознав, что залог ус-пеха России  — это инновационная экономика. Задача молодых росси-ян  — поддержать стремление пре-зидента и  взять в  свои руки процесс создания новой реальности. Помощь государства будет обеспечена.

В марте 2010 года Дмитрий Медве-дев объявил о создании ультрасовре-менного научно-технологического комплекса по  разработке и  коммер-циализации новых технологий. Он расположится в  Сколково. «На  базе этого центра будут развиваться все пять президентских высокотехноло-гичных направлений, направлений модернизации: это прежде всего энергетика, информационные техно-логии, телекоммуникации, биомеди-цинские технологии и ядерные техно-логии. Будем строить этот центр в том месте, где у нас уже есть неплохой за-дел для того, чтобы это сделать быст-ро», — заявил глава государства.

Уже сегодня о  своей поддержке иннограда в  Сколково объявили ве-дущие мировые высокотехнологич-ные корпорации  — Microsoft, Nokia, Intel, Cisco и другие. Интерес к участию в  проекте проявили и  российские компании. Возглавил центр не чинов-ник, а успешный бизнесмен — Виктор Вексельберг. Это позволяет надеятся, что Сколково не  превратится в  оче-редную забюрократизированную кор-рум пи ро ван ную госструктуру, а станет реальным плацдармом для возникно-вения новых идей и разработок.

Развитие пяти технологических на-правлений модернизации экономики курируется напрямую президентом России. Глава государства лично вни-кает в проблематику этих сфер, обща-ется с руководителями и специалиста-ми компаний, занятых в этих секторах, своими распоряжениями способству-ет созданию условий для более ком-фортной работы приоритетных обла-стей. В  Комиссию по  модернизации российской экономики, возглавляе-мую Дмитрием Медведевым, входят высшие государственные чиновники, представители бизнеса, известные ученые.

Сколково и  Комиссия по модер-низации  — лишь вершина айсберга, становление которого происходит в  современной России. Вся иннова-ционная инфраструктура значитель-но шире: это венчурные и  посевные фонды, конкурсы и гранты, законода-тельные изменения, направленные на  либерализацию, информатизация и упрощение доступа к государствен-ным услугам. Страна быстро меняется. Присоединившись к процессу, ты мо-жешь стать одним из  символов этих перемен.

Герои будущей России  — это не  олигархи, сколотившие свое со-стояние на  сырьевых ресурсах стра-ны. Звезды ХХI века — это инженеры, разработчики, изобретатели, пред-приниматели  — все те, кто является генератором инновационных идей. Ведь именно новые, нестандартные, неизученные, а  порой еще даже не-открытые подходы и  решения дадут возможность России занять достой-ное место в мире.

3

ВСТ

УПЛ

ЕНИ

Е

4

Из Президентского послания Федеральному Собранию РФ30 ноября 2010 г

»

«Отечественная атомная отрасль вернулась к серийному строи-

тельству и  ежегодному вводу мощностей. Сейчас в  стране строятся девять энергоблоков, при этом Россия реализует так-

же проекты в Индии, Иране, Китае, в других странах. За три последних года заказы атомной промышленности машиностроению выросли до 10 раз, а по сравнению с 2005 годом — в 25 раз.

В мировой рейтинг суперкомпьютеров сегодня входят уже 11 рос-сийских систем. В следующем году производительность отечествен-ного суперкомпьютера «Ломоносов» возрастет более чем в 2,5 раза, и  он станет одной из  самых мощных вычислительных машин мира. До конца года будет полностью сформирована спутниковая группи-ровка ГЛОНАСС, а в  ближайшие два года завершится создание ос-новных цифровых навигационных карт и начнется применение спут-никовых навигаторов системы. Возможности ГЛОНАСС теперь будут служить массовому пользователю.

Уже в следующем году цифровой доступ к пакету обязательных те-леканалов будет обеспечен в большинстве приграничных регионов. Мы построим более 1000 объектов государственной сети цифрового телевещания. В текущем году мы «научили» всемирную сеть русско-му языку. Это важно просто даже для нашей страны. Доменная зона «.рф» открыта и быстро набирает популярность.

Кроме того, мы приступили к реализации новой стратегии разви-тия российской фармацевтики. В ближайшие годы доля отечествен-ной продукции на  нашем рынке должна быть увеличена, причем увеличена радикально  — с  20 до  50 процентов, а  инновационных препаратов  — до  60 процентов. Это повысит доступность лекарств для населения. Надеюсь, что и  рост их  экспорта сделается важной статьей доходов нашей страны.

Самый известный наш инновационный проект — это центр в Скол-ково. Я выступил с этой инициативой меньше года назад. Сейчас этот проект уже становится реальностью. Есть земля, есть управленче-ская команда, есть, наконец, специальный закон, который устанав-ливает уникальные преференции для тех, кто будет заниматься этим проектом. Наконец, есть конкретные предложения от частных и госу-дарственных компаний, которые готовы начать работу уже сегодня.

Также я хотел  бы подчеркнуть, что налоговые льготы и  государ-ственное финансирование исследовательской деятельности должны быть доступны всем, у кого есть идеи и кто соответствует установлен-ным критериям.

5

КО

СМИ

ЧЕС

КИ

Е ТЕ

ХНО

ЛО

ГИИ

КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ:

Потенциал ГЛОНАСССегодня глобальные навигационные спутниковые системы используются в  самых различных военных и  граж-данских сферах. При этом практиче-ски вся имеющаяся навигационная аппаратура для гражданских прило-жений  — от  авиации до туризма  — ориентирована на  американскую навигационную систему GPS. Первые отечественные ГЛОНАСС-навигато-ры должны появиться уже в  конце 2010  года. О  таких планах заявляла российская компания «М2М Телема-тика». Вслед за этим на рынок потре-бительских устройств с  поддержкой российской навигационной системы могут выйти и иностранцы  — такие планы вынашивают производители чипов Sirf и Qualcomm. Последний за-вершает разработку коммерческого программного обеспечения, которое позволит двум ее чипам обрабатывать сигнал как GPS, так и  ГЛОНАСС. Сами чипсеты с  поддержкой ГЛОНАСС / GPS уже выпускаются серийно. В  настоя-щее время некоторые производите-ли мобильных телефонов уже ведут работы по созданию устройств с ГЛО-НАСС / GPS. Их выпуск ожидается при-мерно в апреле 2011 года. Появление доступных чипов и  навигаторов ГЛО-

НАСС приведет к открытию новых сег-ментов рынка.

Сервисы — новая золотая жилаВ  настоящее время происходит бур-ное развитие всех сегментов и  биз-нес-моделей рынка навигационных приложений. Вопрос с покрытием для ГЛОНАСС решен практически по  все-му миру, и  теперь необходимо повы-шать детализацию, развивать серви-сы по  предоставлению информации о  дорожной обстановке, развязках и  т. п. Наиболее востребованным в  настоящее время считается сег-мент LBS-приложений (приложения, в  основе которых лежит определе-ние местоположения пользователя). По  оценке экспертов агентства Berg Insight, в 2009 году объем этого рынка составлял 220 млн евро, а к 2015 году ожидается его удвоение. Аналитики уверены, что в  2015  году подобными сервисами на  регулярной основе бу-дет пользоваться каждый третий або-нент в Европе.

Эту тенденцию подтверждает и  уровень проникновения навигаци-

используй возможности спутников,

создавай новые сервисы,

смотри шире Земли

6

онных систем. Как отмечают экспер-ты, в  15 % телефонов GPS есть уже сегодня, а в  ближайшие три года он появится на  половине всех мобиль-ных устройств. Со  временем значи-тельного проникновения в телефоны стоит ждать и от  системы ГЛОНАСС, а  значит появится спрос и на  серви-сы, адаптированные под российскую навигацию.

Развитие сервисов геолокации повысит интерес рекламодателей к  мобильной рекламе. Возможность определения местоположения або-нента приведет к  росту рынка рек-ламы не  только в  LBS-приложениях, но и  в  любых других приложениях, использующих навигацию. Интерес повысится как у  представителей ма-лого и среднего бизнеса, для которых важно ограничить географию распро-странения рекламы, так и у  крупных брендов, которые хотят показывать рекламу всем, но  дифференцировать ее по  местоположению абонента. Примером может послужить реклам-ная кампания McDonalds, когда або-

нентам предоставлялась информация о ближайшем ресторане.

Государство поддержитВ 2010 году в России на базе ГЛОНАСС стартовал государственный проект соз-дания системы экстренного реагиро-вания при авариях — «ЭРА ГЛОНАСС», которая через три года охватит всю территорию страны. В  данной сфере Россия опережает другие государства: в  странах Евросоюза, Китае, Бразилии разработка подобных систем находит-ся пока на  проектном этапе. По  своей сути реализация проекта схожа с  си-стемой eCall, которая задумывалась в  Европе: место аварии определяется путем расчета местоположения теле-матического терминала, с которого сиг-нал поступает в диспетчерский центр.

Система экстренного реагиро-вания при авариях будет работать на  базе многофункциональных при-емных устройств ГЛОНАСС / GPS отече-ственного производства. В случае ДТП водитель или пассажир смогут акти-вировать систему самостоятельно, нажав «тревожную кнопку», либо она сработает автоматически, отреагиро-вав на  опрокидывание, подушки без-опасности и  другие нестандартные условия. Информация о  ДТП отпра-вится в диспетчерский центр, и на ме-сто происшествия будет направлена экстренная помощь.

Системой планируется оснастить десятки миллионов автомобилей по всей стране. С одной стороны, это позволит сократить количество не-счастных случаев в  результате ДТП, с  другой, «ЭРА-ГЛОНАСС» сможет обеспечить отечественную навигаци-онную систему конкурентными каче-ствами, став катализатором создания массовых устройств и  распростране-ния технологии как на  внутреннем рынке, так и в других странах на бли-жайшие три-четыре года (до  начала активного продвижения других нави-гационных систем)

7

КО

СМИ

ЧЕС

КИ

Е ТЕ

ХНО

ЛО

ГИИ

Путешествия за пределы ЗемлиСогласно национальной космической программе, за  счет частных фирм США в  ближайшие годы намерены разработать новые ракеты-носители, новый многоразовый корабль, част-ную космическую станцию, а  также новые виды ракетных двигателей.

Прибыльный туризмРазработка частными фирмами косми-ческих аппаратов идет уже несколько лет и  начинает давать ощутимые ре-зультаты. Одним из  них является ра-кетоноситель Falcon 9 производства компании Space X, который 4 июня 2010  года успешно вывел на  орбиту транспортный модуль. Более того, полет Falcon 9 к  МКС может состо-яться уже в  ближайшее время. Также в  финальную стадию вступают испы-тания еще одной ракеты  — Taurus 2. Компания Ad Astra под руководством бывшего астронавта NASA Франклина Чанга-Диаса завершает работу над ра-кетой с плазменным двигателем.

Успешные полеты суборбитального космического корабля SpaceShipOne (этот аппарат в 2004 году дважды в те-чение двух недель вышел в  космиче-ское пространство с людьми на борту) позволили его разработчикам заявить о  создании предприятия, которое бу-дет заниматься суборбитальными кос-мическими полетами туристов. Про-должением стал космический корабль SpaceShipTwo, который впервые совер-шил самостоятельный пилотируемый полет в  2010  году. В  отличие от  пред-шественника, Space Ship Two сможет нести на борту большее количество че-ловек (6 пассажиров + 2 пилота), будет крупнее и  комфортнее. SpaceShipTwo предназначен для проведения суб-орбитальных полетов  — то  есть он будет летать в  районе условной гра-ницы космического пространства в 100  км (ожидается, что корабль смо-жет подниматься до  отметки 111  км). Стоимость полета на SpaceShipTwo со-ставит 200  тыс. долл. На  сегодняшний день депозит внесли уже 370 будущих космических турис тов.

8

На 2011–2012  годы запланиро-ваны последние стадии испытаний: кратковременное включение двига-теля на  дозвуковых скоростях, пре-одоление звукового барьера, выход на высоту границы космического про-странства и, наконец, полноценный суборбитальный полет, после которо-го проект должен получить лицензию на  коммерческие запуски. Всего пла-нируется провести более 100 тесто-вых запусков.

Сложность проекта заключается в  том, что, как выразился Берт Рутан, легендарный аэрокосмический кон-структор и  дизайнер SpaceShipTwo, корабль для космического туризма будет так  же безопасен, как самоле-ты 1920-х годов. «Не  верьте, когда говорят, что безопасность этого ко-рабля будет на  уровне современных лайнеров  — их  совершенствуют уже 70 лет», — отметил Рутан.

В совместном отчете НАСА и Ассо-циации космической транспортиров-ки было признано, что именно част-ное предпринимательство сможет открыть космос для туризма. Косми-ческий туризм обещает стать поисти-не золотой жилой. Примерная оценка стоимости рынка внеземных путеше-ствий — 10 млрд долл. в год. Исследо-вание, проведенное в США, выявило, что подавляющее число американцев готово уже сейчас авансом запла-тить за шанс когда-либо отправиться в космос.

Космические отелиМежду частными компаниями Рос-сии и  США начинается соревнование за  то, кто первым выведет на  орбиту

Земли космическую станцию чисто коммерческого назначения. Наибо-лее явные конкуренты — российская компания «Орбитальные технологии» с  Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и  американская Bigelow Aerospace. Обе стороны разработали соответствующие проекты, которые планируется завершить в ближайшие пять-шесть лет.

До  сегодняшнего дня космические станции были делом либо нацио-нальным, либо интернациональным. Первой успеха в  этом направлении добилась Россия, создавшая станции «Салют» и «Мир». США в 1973 году соз-дали станцию Skylab. Впоследствии США и Россия объединили усилия с 13 другими странами и  построили Меж-дународную космическую станцию. Но  частные космические станции, построить которые обещают Bigelow Aerospace и  «Орбитальные техно-логии», могут обеспечить интересы более широкой клиентуры. Среди заказчиков могут быть ученые и пра-вительства, а  также производители различных материалов и  ищущие приключений космические туристы.

«Орбитальные технологии» со-вместно с  РКК «Энергия» намерены построить, запустить на орбиту и экс-плуатировать так называемую «Ком-мерческую космическую станцию» (ККС). По  словам создателей, на  ККС, которую называют «космическим оте лем», планируется разместить эки паж в  составе до  семи человек, обслуживать станцию предполагает-ся с  помощью российских «Союзов», «Прог рес сов» и других кораблей, пре-доставляемых на коммерческой осно-ве. Планируемый срок вывода ККС на

9

КО

СМИ

ЧЕС

КИ

Е ТЕ

ХНО

ЛО

ГИИ

орбиту  — 2015 или 2016  год. Ожида-ется, что станция будет осуществлять полет на той же орбите, что и Между-народная космическая станция.

Компания «Орбитальные техно-логии» сообщила о  заключении кон-трактов с  несколькими клиентами и о  заинтересованности научного со-общества в  использовании ККС для исследований в  области медицины, разработки новых материалов, гео-графии, дистанционного управления и даже в интересах средств массовой информации. Главной  же задачей станции, по  словам создателей, мо-жет стать туризм. Кроме того, ККС при необходимости сможет играть роль спасательного корабля для экипажа Международной космической стан-ции в случае ЧП.

Проект американской Bigelow предусматривает конструирование надувной станции из  композицион-ных материалов наподобие кевлара, обладающих повышенной устойчиво-стью к  воздействию радиационного излучения и  ударам микрометеори-тов. Станция будет состоять из  че-тырех модулей: двух под названи-ем Sundancer с  полезным объемом 180  куб. м каждый, шлюзового и  мо-дуля BA330 — полезным объемом 330 куб. м. Численность экипажа со-ставит 12 человек, вдвое больше, чем на МКС. По словам разработчиков, жи-лой отсек будет оборудован иллюми-наторами с  защитой от  ультрафиоле-товых лучей, системой поддержания определенного климата, душевыми и  ванными кабинами, источниками питания, как на МКС. Главным направ-лением работы станции Bigelow будет не космический туризм, а астронавти-ка, а  также научные и  коммерческие исследования микрогравитации.

У Bigelow Aerospace уже есть шесть заказчиков, дожидающихся своей очереди. Компания заключила ме-морандумы о  договоренности с  кос-мическими агентствами и  государ-ственными ведомствами Австралии, Нидерландов, Японии, Сингапура, Швеции и Великобритании.

Цена, которую заплатят заказчи-ки за  использование станции, пока не определена. «Главное здесь — вы-вод на орбиту и возвращение на Зем-лю. Когда мы будем знать, какой но-ситель будет использоваться, а также откуда будет производиться запуск, у  нас появится более конкретное представление о ценовых параметрах и затратах», — отмечают разработчи-

ки. Станция Bigelow может быть выве-дена на орбиту примерно в 2015 году. Однако пока у Bigelow Aerospace име-ется одна существенная проблема  — у  компании нет собственного транс-порта для доставки людей на  орбиту и обратно. В 2004 году компания уже объявляла конкурс с  призовым фон-дом 50 млн долл. на разработку такого космического такси, но в 2010 году он был закрыт: ни одна из команд не про-вела даже тестового полета своих ко-раблей.

Космический бизнес пока только набирает обороты, но  уже обещает стать не  менее перспективным, чем земной.

Полет на МарсУчитывая научный интерес и перспек-тивы развития для человечества, пи-лотируемый полет к  Марсу является следующим логическим шагом в  об-ласти космических исследований. Первый совместный полет к  Красной планете космические агентства раз-ных стран мира намерены осущест-вить после 2030 года. Конечно, подоб-ную экспедицию могут осуществить в одиночку США, Россия или Китай, но все  же совместная программа счита-ется более целесообразной.

В  настоящее время, в  рамках рос-сийской программы «Марс-500», а  также при участии Европейского космического агентства и  ученых из  других стран мира, проходит вир-туальный полет к  Марсу шестерых добровольцев из  России, Франции, Италии и  Китая. Интернациональный экипаж в  общей сложности должен будет провести «в пути» 520 суток.

В  изолированном комплексе для имитации полета, расположенном в  Институте медико-биологических проблем Российской академии наук, созданы условия, максимально при-ближенные к тем, в которых окажутся люди при реальном полете на  Марс (за  исключением невесомости и  воз-действия радиации).

Цель проекта состоит в том, чтобы приобрести практический опыт для подготовки к реальному полету чело-века на Марс. Научные исследования, проводимые в  его рамках, должны помочь оценить влияние изоляции, замкнутого пространства и  стресса на  такие аспекты жизнедеятельно-сти человека, как групповые взаимо-действия, качество сна, настроение, гормональное регулирование, имму-

10

нитет и  эффективность пищевого ра-циона.

Пилотируемой миссии к  Марсу предстоит решить огромное ко-личество проблем. Одна из  самых сложных  — длительное время путе-шествия. За  время полета к  Красной планете и обратно к Земле космонавт рискует получить необратимые изме-нения организма. Космическое излу-чение, дистрофия мышц, психологи-ческие проблемы — все это является реальной угрозой человеческой жиз-ни и миссии в целом. Именно поэтому инженеры предлагают очевидный вы-ход — создать быстрый корабль, кото-рый доставит людей с Земли на Марс и обратно в кратчайшие сроки.

В  настоящее время самая быстрая концепция предполагает перелет к  Марсу за  шесть месяцев. Бывший астронавт Франклин Чанг-Диас пла-нирует сократить это время до  39 дней. Его концепция предусматривает использование магнитоплазменного реактивного двигателя с  перемен-ным импульсом (VASIMR) и  ядерного бортового реактора мощностью 200 МВт. По  словам Чанг-Диаса, он уже договорился с  НАСА об  испытании в 2014 году своего прототипа на МКС.

Самый главный вопрос предла-гаемой концепции  — это источник энергии. Для быстрого перемещения по  солнечной системе Чанг-Диасу

потребуется генератор мощностью не  менее 200 МВт. Для сравнения: каждый из  четырех энергоблоков Ленинградской АЭС имеет мощность 1000 МВт. Естественно, на  солнечные батареи рассчитывать не  приходит-ся. Единственный вариант  — ядер-ный реактор. Однако самый мощный космический ядерный реактор ТО-ПАЗ в  СССР выдавал 10 кВт и  имел показатель удельной мощности (аль-фа) 100  кг / кВт. В  свое время НАСА для отмененной ныне программы Prometheus хотело получить показа-тель удельной мощности до 65 кг / кВт. И руководитель этой программы счи-тает, что вряд  ли при современных технологиях возможен космический реактор с показателями 20 кг / кВт. Од-нако VASIMR и  кораблю марсианской миссии массой около 600 тонн нужна альфа 1  кг / кВт. Многие специалисты считают это фантастикой.

Тем не  менее Франклин Чанг-Ди-ас не просто так взялся за испытания своего двигателя. Перспективы созда-ния компактного реактора весьма хо-рошие. В 2003 году студенты Массачу-сетского технологического института предложили проект компактного со-левого ядерного реактора на быстрых нейтронах с  альфой менее 3  кг / кВт. Их  проектный образец имеет мощ-ность 4 МВт, вес ядра — всего 185 кг, а размеры — 20x20x20 см.

Еще один интересный вариант  — это представленный в  начале этого года проект миниреактора компа-нии Hyperion, масштабное производ-ство которого начнется в  2013  году. Это компактный реактор размером 1,5х2,5 метра, мощностью 25МВт и альфой 2 кг / кВт.

Также весьма перспективны для космоса ториевые реакторы Карло Руббиа. В  них ядерная реакция за-пускается при помощи ускорителя частиц, что делает реактор компакт-ным, абсолютно безопасным и не тре-бующим тяжелого экранирования. Широкое внедрение этой технологии «запланировано» на 2025–2030 годы.

Таким образом Франклин Чанг-Ди-ас не поторопился, а лишь предвидел развитие технологий в  области соз-дания компактных ядерных источни-ков питания. Объединение VASIMR с  малогабаритным мощным ядерным реактором подарит человечеству всю Солнечную систему и  сделает путешествие к  ближайшим планетам таким же «обыденным» занятием, как полеты на орбиту Земли сегодня.

11

ЭНЕР

ГОЭФ

ФЕК

ТИВ

НО

СТЬ

Сети умнеютСегодня в  России при передаче по-требителю теряется 13-14 % от общего объема электроэнергии, что в  сред-нем составляет 133 577 ГВт. Для срав-нения: в Японии этот показатель рав-няется 5 %, в Западной Европе — 4-9 %, в США — 7-9 %. Из 2 млн км электро-сетей России 60-80 % имеют высокий уровень износа. Это говорит о  том, что отрасли необходима незамедли-тельная модернизация. Среди прио-ритетных направлений эксперты вы-деляют в  первую очередь внедрение технологии Smart Grid — так называе-мых «умных сетей». Их использование позволит передавать электроэнергию на  дальние расстояния без потерь, хранить ее в  больших объемах, а  по-требителям стать еще и  поставщика-ми энергии.

Технология «умных сетей» реали-зуется в  рамках пилотных проектов в  разных странах мира: в  США, Ки-тае, Канаде, Индии, Японии, а  также в  Евросоюзе. Она позволяет создать полностью интегрированную, само-регулирующуюся и  самовосстанавли-вающуюся энергосистему, способную определять, когда происходит пико-вая нагрузка на  сеть, и  быстро рас-пределять нагрузку таким образом, чтобы не происходило сбоев в энерго-снабжении. Определять время пиков в  такой системе будут специальные «умные» датчики, которые должны за-менить старые датчики электричества.

На  многих предприятиях уже сейчас есть возможность отдавать излишки энергии, однако организа-

ционно это пока невозможно, отме-чают эксперты. Очевидно, что можно «запасаться» энергией ночью, когда она дешевле, и  «отдавать» ее обрат-но в сеть за большую сумму. Так, если днем электроэнергия в  связи с  ро-стом суточного потребления выраста-ет в  цене, то  ночью она значительно ниже. Если эта электроэнергия будет сохранена (например, при помощи специальных аккумуляторов), то  она может быть перенаправлена обрат-но в  систему другим потребителям по более высокой цене. Кроме того, система позволит оптимизировать тарифную сетку для каждого потре-бителя энергии, как раз за счет такого подхода к обмену энергии. Специали-сты полагают, что Smart Grid к тому же обеспечит эффективный расход топ-лива во  время генерации, поскольку сеть будет избавлена от  перегрузок и резких скачков потребления.

По  данным экспертов, введение «умных сетей» в  России позволит не только уменьшить потери электро-энергии на  25 %, но и  сэкономить до 35 млрд кВт в  год или более 50 млрд рублей в денежном выражении.

В  развитых и  крупнейших разви-вающихся странах эволюция интел-лектуальных энергосистем сегодня является одним из  приоритетных на-правлений модернизации городской инфраструктуры. В  мире уже реали-зовано несколько крупных проектов «умных сетей». Первым примером стал проект Telegestore project, реа-лизованный в  Италии компанией

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ:помогай экономить,

сохраняй планету превращай энергию в деньги,

12

Enel  S.p.A.  Инвестиции составили 2,1  млрд евро. В  Майами (США) был реализован проект по  внедрению интеллектуальной энергосети стои-мостью 200  млн долларов. В  рамках инициативы Energy Smart Miami свои усилия объединили компании Florida Power & Light, GE, Cisco Systems и Silver Spring Networks, которые разработа-ли образцовый проект энергетиче-

ской сети для американских городов. Пилотный проект стал частью более крупной программы, которая реали-зуется в масштабах всего штата и в ко-торую планируется инвестировать 700 млн долларов.

На  западе США в  штате Колорадо уже существует целый город будуще-го  — Боулдер. Это, в  сущности, жи-вая лаборатория с  установленными на крышах панелями солнечных бата-

рей, интеллектуальной электросетью, новейшими счетчиками электроэнер-гии и даже гибридными электромоби-лями, подключенными к дому. Жители города уверяют, что пользоваться этими новыми энергосберегающими технологиями просто и приятно. Нуж-но всего лишь войти в интернет с лю-бого компьютера и  проверить или изменить настройки дома, управляя регулировкой термостата и  другими электрическими приборами. Высоко-технологичные устройства позволяют экономить электроэнергию настоль-ко, что их  счетчики, по  сути, враща-ются назад. В  доме накапливается лишняя электроэнергия, заряжая ба-тареи автомобиля и обеспечивая дом двухдневным резервом энергии. Ана-логичные пилотные проекты реализу-ются и в  других населенных пунктах США, а  также в  целом ряде городов стран ЕС, Японии и Южной Кореи.

В  России элементы системы Smart Grid только начинают внедряться. Федеральная сетевая компания раз-работала программу развития энерго-системы с  «интеллектуальной» сетью на период с 2010 по 2012 годы с общим объемом инвестиций 519  млрд руб-лей. Реализацией концепции Smart Grid в  России занимается холдинг МРСК. Элементы «умной» энергорас-пределительной сети пока внедрены только в одном российском городе — Белгороде, который стал участником международного проекта «Умный город». В  ряде распределительных сетей Белгорода используются систе-мы точной диагностики неисправно-стей энергосети. Кроме того, в  горо-де применены технологии «умного» уличного освещения, позволяющие контролировать энергопотребление, состояние сетей, число работаю-щих ламп, а  также гибко управлять уличным освещением в  зависимости от  условий видимости и  количества людей на улице.

Сохранить и заработатьСпециалисты ищут новые способы хранения больших объемов энергии. На  сегодняшний день разработаны эффективные средства аккумулиро-вания энергии, в  том числе гидроак-кумулирующие станции, а  также тех-нология накопления сжатого воздуха.

В первых используются два соединен-ных между собой водных резервуара. В периоды низкого энергопотребле-ния и цен на электричество вода за-качивается в резервуар, расположен-ный на  возвышенности, а в  периоды пиков она спускается в нижний резер-

13

ЭНЕР

ГОЭФ

ФЕК

ТИВ

НО

СТЬ

вуар с  выработкой электроэнергии, которая продается обратно в  сеть по более высокой цене. Одна из круп-нейших таких станций в мире, постро-енная в Германии, состоит из четырех энергоблоков установленной мощно-стью 265 МВт каждый.

Аккумуляторы энергии на  основе сжатого воздуха обеспечивают воз-можность преобразования энергии сжатого воздуха в  электроэнергию на  протяжении нескольких часов в  интервалы пикового потребления. Системы используют избыточную электроэнергию, получаемую из  сети ночью, для сжатия и хранения возду-ха в  подземных кавернах. В  течение дневных интервалов повышенного спроса сжатый воздух может пода-ваться в  камеру сгорания турбогене-ратора, работающего на  традицион-ном природном газе. Это повышает его коэффициент полезного действия на 30 % или более.

Тем временем компания «Русский сверхпроводник» и  ученые Москов-ского авиационного института про-вели успешные испытания опытного образца сверхпроводникового кине-тического накопителя энергии нового поколения. Такой своеобразный акку-мулятор способен в режиме разрядки выдать мощность 10 кВт за 25 секунд. Этого должно хватить для того, чтобы во время сбоя подачи электроэнергии продолжать обеспечивать питани-ем различные системы  — к  примеру, оборонных, медицинских или атом-ных объектов, для деятельности ко-торых стабильность энергоснабжения играет ключевую роль,  — до  тех пор пока в  работу не  включатся резерв-ные дизель-генераторы. Подобную же идею сверхпроводникового супер-маховика сейчас реализует и  аме-риканская компания Beacon Power, выпускающая тяжелые стационарные накопители максимальной емкостью

6 и 25 кВт*ч, кластеры из которых ис-пользуются для регулирования часто-ты тока в электросетях США.

Накопитель представляет собой крупный маховик с  размещенным на  нем мотором-генератором, под-вешенным в  магнитном поле. Благо-даря эффекту левитации у  накопите-ля практически отсутствуют потери на  трение в  подшипнике. Его работу можно сравнить с детской юлой. Рас-крутившаяся игрушка будет долгое время вращаться, пока трение об опо-ру и  воздух ее не  остановят. Разме-щенный на  маховике накопителя мо-тор-генератор в  режиме запасания энергии играет роль мотора, раскру-чивая устройство, а в режиме выдачи электроэнергии электромашина ра-ботает уже как генератор.

В  отличие от  своих западных кол-лег-конкурентов наши разработчики отказались от применения в качестве источника магнитного поля обычных постоянных магнитов и  электромаг-нитов. Вместо этого его источником служит высокотемпературный сверх-проводник в  виде размещенных под маховиком керамических блоков, которые охлаждаются жидким азо-том. Как известно, сверхпроводник благодаря своим необычным физиче-ским свойствам не  только способен проводить без потерь электриче-ский ток, но и  создавать вокруг себя сильные магнитные поля. Получает-ся магнит намного более мощный, чем, например, известные магниты из сплава неодим-железо-бор. Кроме того, такой проводник при переходе в  сверхпроводящее состояние имеет особенность «запоминать» конфи-гурацию внешних магнитных полей, и  при попытках смещения оси махо-вика в  результате потери мощности во время разрядки (так заваливается потерявшая запас энергии юла) поле, которое «запомнил» сверхпроводник, стремится вернуть ось в  первона-чальное положение.

Компания «Русский сверхпровод-ник» планирует создать базовый промышленный модуль сверхпро-водникового кинетического накопи-теля с  уровнем запасаемой энергии 20-25  МДж. Потребителю будет про-даваться не  единичное устройство, а  целые плантации из  них. Во вре-мя ночных провалов в потреблении электроэнергии, когда она стоит зна-чительно дешевле, чем днем, такие энергофабрики будут подключаться к  сети и  запасать энергию (при этом электростанциям не  придется загру-

14

жать-разгружать свои мощности, что крайне неэффективно), которая за-тем может храниться месяцами. При увеличении энергопотребления на-копитель снова подключается к  сети, но уже в качестве генератора. Он мо-жет работать и в  режиме источника бесперебойного питания, поскольку имеет весьма высокое быстродей-ствие, а также как регулятор активной и  реактивной мощности и  частоты в  энергоузлах энергосистемы стра-ны  — то  есть фактически оказывать системные услуги, являясь важной частью так называемых умных, или интеллектуальных, сетей.

До  полной «зарядки» накопитель раскручивается в  течение 4 минут. Стальной маховик накопителя ве-сит 100 килограммов и  запасает до  0,5  Мдж энергии (это порядка 0,2 кВт*ч), раскручиваясь до  скорости 3000 оборотов в минуту. Емкость сле-дующего образца компания планиру-ет довести до  уровня 10 МДж (около 4 кВт*ч) за счет увеличения оборотов маховика. Этот опытно-промышлен-ный вариант накопителя планиру-ется создать и  испытать, в  том числе в  условиях реальной энергосистемы, уже в 2011 году.

Другой проект компании «Русский сверхпроводник» предусматрива-ет создание сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии. Суть проекта состоит в  использова-

нии в  качестве накопителя электри-ческой энергии магнитной катушки из  сверхпроводника. В  сверхпровод-нике, охлажденном ниже критической температуры (уровня жидкого гелия), отсутствует электрическое сопротив-ление, а следовательно, и все связан-ные с  ним потери энергии. Подобное устройство может хранить энергию сколь угодно долго в виде запасенной энергии магнитного поля. Принципи-альное преимущество индуктивных накопителей состоит в  том, что элек-тромагнитная энергия в них запасает-ся в том же виде, в каком используется. Это исключает необходимость пре-образования энергии из  одного вида в другой в процессах ее запасания или выдачи потребителю, резко снижает связанные с  такими преобразования-ми потери энергии и затраты времени на переключение из режима хранения в  режим энергоснабжения. Поэтому уникальным свойством сверхпро-водящего индуктивного накопителя является возможность практически мгновенного перехода из режима на-копления энергии в режим ее выдачи, что позволяет сглаживать колебания в энергосистеме.

Экономический эффект от  внедре-ния такого накопителя достигается за  счет роста надежности и  устойчи-вости энергетической системы, а так-же от  повышения качества электро-энергии для снабжения потребителей. Накопитель может использоваться в качестве регулятора активной и ре-активной мощности в  узлах энерго-системы, придавая ей качество само-регулируемой, то  есть «умной сети». Использование накопителя совмест-но с  другими сверхпроводниковыми изделиями (кабель, ограничитель токов короткого замыкания, транс-форматор тока, генератор, синхрон-ный компенсатор) позволит придать энергосистемам качественно новые параметры, недостижимые при ис-пользовании традиционного электро-технического оборудования.

Нулевые домаНекоторое время назад Европарла-мент и  Совет ЕС приняли директиву Energy Performance of Building, серьез-но ужесточившую требования к энер-гоэффективности зданий. Согласно

требованиям директивы, к  2020  году все новые здания в  странах ЕС дол-жны быть близки к  энергетической нейтральности  — то  есть потреблять примерно столько же энергии, сколь-

15

ЭНЕР

ГОЭФ

ФЕК

ТИВ

НО

СТЬ

ко они вырабатывают. Для достижения этой цели страны Европы выбрали для себя различные пути. Так, в Испа-нии с  2007  года массово внедряются солнечные водонагреватели: каждое здание должно самостоятельно обес-печивать до  70 % потребности в  го-рячей воде. В  Англии каждое здание проходит независимую инспекцию и  получает обязательный сертификат энергоэффективности. Не  остаются без внимания и  старые здания, для которых проводятся программы энергоаудита, включающие тепло-визионную съемку, реконструкцию и улучшение теплоизоляции. В Нидер-ландах действует особая программа поощрения для покупателей тепло-изоляционных материалов: за  покуп-ку каждого квадратного метра теп-лозащитной облицовки покупатель получает 20-30 евро.

В  Германии компания Schüco год назад представила свой проект «нуле-вого дома», то есть здания с нейтраль-ным энергетическим балансом. Такое сооружение совершенно независимо от  внешнего энергоснабжения и  по-крывает свои потребности автономно, исключительно за  счет собственной конструкции. За основу был взят дом с  хорошей теплоизоляцией и  низким энергопотреблением, отвечающий всем современным требованиям к но-востройкам. Чтобы выйти на нулевой показатель, инженеры Schüco сде-лали ставку на  сочетание сразу трех технологий использования возобнов-ляемых энергоресурсов. На  крыше специалисты установили солнечный коллектор, напрямую использующий солнечную энергию и  обеспечиваю-щий горячее и холодное водоснабже-ние. Для отопления разработчики при-менили тепловой насос, эффективно использующий солнечную энергию, накопленную грунтом. Помимо этого, на  крыше дома был установлен еще и  полупроводниковый фотоэлектри-ческий преобразователь солнечной энергии, который обеспечивал элек-троснабжение дома, включая питание компрессора теплового насоса.

В  результате испытаний трех таких экспериментальных домов в  течение двух лет оказалось, что разработанная концепция вполне жизнеспособна. Кроме того, благодаря увеличенной площади фотоэлектрических преоб-разователей в  одном доме было по-лучено больше электроэнергии, чем требовалось. Иными словами, энер-гобаланс дома оказался не нейтраль-ным, а положительным. Его владельцы

могли бы даже заработать, производя электроэнергию и поставляя ее в ком-мунальную электросеть.

В Китае в скором времени крупней-шим «нулевым» сооружением страны должна стать 300-метровая «Башня жемчужной реки» (Pearl River Tower) в Гуанчжоу, спроектированная амери-канской компанией Skidmore, Owings & Merrill. Планируется, что 69-этаж-ное сооружение не  будет потреб-лять электричество из  внешней сети. В  башне будет выполнено специаль-ное двойное остекление южного фа-сада (с вентиляцией между стеклами), способствующее снижению нагре-ва здания. В  нем будут установлены автоматические жалюзи, поворачи-вающиеся на  нужный угол по  мере движения солнца по  небу, а  также открывающиеся в  пасмурную погоду для увеличения естественного осве-щения офисов. Все это снизит затраты на кондиционирование.

Солнечные батареи будут выра-батывать электричество, избыток которого запасается в  специальных аккумуляторах. Кроме фотоэлектри-ческих панелей, здесь смонтированы и  солнечные тепловые коллекторы, нагревающие воду для обитателей не-боскреба.

В здании также запланированы си-стема сбора дождевой воды и система очистки и рециркуляции технической воды, что должно сократить до мини-мума потребность здания во внешнем источнике влаги. Плавные закругле-ния стен небоскреба призваны на-правлять ветер сквозь здание через два технических этажа, где будут уста-новлены ветровые турбины для про-изводства электроэнергии. При этом здание специально спроектировано по преобладающим ветрам.

В  системе охлаждения башни, которая будет работать в  жарком и  влажном климате, архитекторы применили целый ряд новинок для минимизации расходов на поддержа-ние микроклимата. Это и  пассивные осушители вентиляционного воздуха (каналы вентиляции проходят в полах здания), и система охлаждения возду-ха в офисах с высоким КПД. В отличие от  распространенных систем цент-рализованного кондиционирования, она основана на  циркуляции хлад-агента по  многочисленным разветв-ленным каналам, также пронизываю-щим полы на всех этажах. Окончание строительства небоскреба ожидается в 2011 году.

16

Здания с  нулевым балансом энер-гии постепенно завоевывают мир. Та-кие сооружения не зависят или почти не зависят от централизованных элек-тро- и  теплосетей. Солнечные кол-лекторы и  батареи, ветрогенераторы и биореакторы интегрируют в коттед-жи, павильоны, высотки и  стадионы; используются специальные системы вентиляции и  сбора дождевой воды, применяются элементы солнечной архитектуры и  ряд других решений. Все это позволяет заметно экономить на  эксплуатации таких зданий, а  так-

же делает не  только безопасным, но и  комфортным пребывание в  них че-ловека.

Энергоэффективный городВ октябре в Португалии был представ-лен проект эко-города, получившего название PlanIT Valley. Согласно пла-нам организаторов, город станет мо-делью поселений нового поколения, которые не  будут загрязнять окру-жающую среду и  при этом получат практически полную автономность. В мире уже существует два подобных проекта. Первопроходцами в  этой области стали китайцы, задумавшие построить город «будущего» Dongtan неподалеку от Шанхая. Вслед за Кита-ем о  своем желании возвести эко-го-род заявили ОАЭ, решившие строить поселение Masdar City рядом со  сто-лицей страны Абу-Даби. Но  из-за  фи-нансовых проблем реализация этих двух проектов затягивается.

Высокотехнологичное эко-поселе-ние PlanIT Valley собираются строить на юге страны, примерно в 15 км от го-рода Порту. Согласно проекту, полу-чившему статус национального, PlanIT Valley будет не  только «зеленым» го-родом. Он должен стать европейским центром высоких технологий, то есть своеобразным аналогом американ-ской Силиконовой долины. Поэтому большинство из 150 тысяч жителей го-рода будет занято в  многочисленных исследовательских лабораториях, научных институтах и опытных произ-водствах. Так как PlanIT Valley являет-ся городом будущего, при его строи-тельстве будут использоваться самые последние технологии в  области ки-бернетики, электроники, телекомму-никаций, альтернативной энергетики и энергосбережения.

По заявлениям организаторов про-екта, а ими стали такие компании, как Cisco Systems, Living PlanIT, McLaren Electronic Systems и  Accenture, город будет представлять собой единый живой организм. Управление возьмет на  себя электронная операционная система Urban Operating System (UOS), которая будет исполнять роль «мозга» города. Она станет самостоятельно следить за поддержанием в домах не-обходимой температуры и влажности, обеспечивать наиболее рациональ-ное использование электроэнергии, собирать и повторно перерабатывать до 80 % всех городских отходов. А бла-годаря миллионам сенсоров, датчиков и камер, которые будут расположены по  всему городу, UOS сможет также следить за правопорядком, предупре-ждать возникновение пожаров и  по-могать в  поиске людей. Город PlanIT Valley будет получать электроэнер-гию, тепло и  топливо только из  аль-тернативных источников. На  крышах зданий разместятся солнечные пане-ли, в подходящих частях города будут установлены ветрогенераторы, а топ-ливо для автомобилей будет произво-диться из органических отходов.

Начало строительства этого горо-да запланировано на конец текущего года. Первоначально проект PlanIT Valley был оценен в 19  млрд долла-ров, но после повторной переоценки реальная стоимость эко-города ока-залась выше на 10 млрд. Если органи-заторам удастся решить все финансо-вые вопросы, то можно надеяться, что проект будет полностью завершен к 2015 году.

17

МЕД

ИЦ

ИН

А

Время переменЗа последние 100 лет человечество до-билось впечатляющего успеха в борь-бе за  продление жизни. В  1900  году средняя продолжительность жизни в  целом по  миру составляла 31  год, в  2008  году  — 66,3  года (в  развитых странах она уже превышает 78  лет, в России — 66 лет). До Второй мировой войны удлинение жизни происходи-ло за  счет немедицинских факторов (улучшение питания, гигиены, общего уровня жизни). С середины века глав-ным фактором стали биомедицинские инновации  — новые лекарства, про-цедуры, приборы, методы диагности-ки, профилактики и  лечения. Однако

к началу нового тысячелетия настало время для качественного изменения в  подходах к  внедрению инноваций в современную медицину.

Недостатком нынешней системы внедрения является отсутствие ме-ханизмов эффективного переноса достижений фундаментальных наук в  клинические исследования (КИ), а из КИ — в ежедневную медицинскую практику. Новыми приоритетами для биомедицинских инноваций должны стать: больший упор на  улучшение качества жизни, чем на  увеличение ее продолжительности; большее вни-мание к ценностно ориентированным инновациям вместо погони за  улуч-шением медицинских результатов, невзирая на  затраты; повышение значимости внедрения инноваций в профилактику, а не только в лечение болезней; персонализация медицины. Помня об этих целях, можно выделить среди массы сегодняшних исследова-ний и  перспективных инноваций то, что имеет реальный шанс изменить нашу обыденную жизнь в ближайшие 10-20 лет.

МЕДИЦИНА:

управляй генами, повышай эффективность лекарств,учитывай индивидуальность,

продлевай жизнь

18

Целенаправленное создание лекарствДолгое время поиск новых лекарств нес в  себе больший или меньший элемент случайности. Результатом был синтез довольно большого (до  нескольких сот тысяч) веществ,

которые затем подвергали скринингу и  отбирали из  них биологически ак-тивные соединения с  минимальным уровнем вредных побочных эффек-тов. Эффективность такого подхода никогда не превышала десятых долей процента. Теперь, с  развитием пост-геномных технологий, появилась воз-можность сделать его максимально прицельным.

Что  бы ни  происходило в  нашем теле, любая болезнь несет в своей ос-нове какие-либо  изменения обмена веществ. Основная роль в  функцио-нировании организма принадлежит белкам: ферментам, рецепторам, гор-монам и  т. п. Используя методы про-теомики, мы можем выявить именно те белки, которые связаны с  разви-тием определенной болезни. Струк-турная химия и  биохимия позволяют выявить в молекулах белков особые участки, специфически связывающие различные вещества  — активные центры (АЦ). Построение простран-ственной модели АЦ (молекулярное моделирование) дает информацию о  требованиях к  молекулам, способ-ным связаться с АЦ. Дальнейшее ком-пьютерное моделирование позво-ляет предсказать предпочтительные химические структуры, синтезиро-вать такие предсказанные молекулы и проверить их на биологическую ак-тивность.

Эффективность такого подхода может достигать десятков процен-тов. Многие компании уже ведут разработку новых препаратов с  по-мощью направленного виртуально-го скрининга, но  разработка любого нового лекарства длительна, и  пока еще ни  один «протеомно ориентиро-ванный» препарат в  медицине не  ис-пользуется. Кроме того, протеомный подход может быть использован для обнаружения новых видов актив-ности у  давно известных лекарств (недавно было показано, что долгое время используемые диазепиновые транквилизаторы могут применяться для лечения болезни Альцгеймера).

Раковые стволовые клеткиОтдельная проблема медицины  — рак. Пока, несмотря на ряд локальных успехов, эту битву мы не выигрываем. Возможно, успех нас ждет в  новой области исследований  — раковых стволовых клетках (РСК). Относитель-но недавнее их  открытие позволило предположить, почему опухоли ча-

сто возникают снова  — после, каза-лось бы, полного излечения.

Сегодняшние лекарства активны против обычных опухолевых клеток. Но  они не  могут убить РСК, которые сильно отличаются по своему метабо-лизму от других клеток опухоли. Чис-ло РСК в опухоли очень мало (до 0,1 %),

19

МЕД

ИЦ

ИН

А

поэтому сначала после лечения опу-холь кажется уничтоженной. Однако даже единичные сохранившиеся РСК могут дать начало новому раковому росту. С  другой стороны, уничтоже-ние только РСК (но не  других опухо-левых клеток) приводит к  регрессии опухоли и  даже ее полному исчезно-вению. Поэтому одной из ближайших

перспектив в  медицине будет поиск лекарств, способных целенаправлен-но уничтожать РСК. Все более интен-сивно ведущиеся исследования тран-скриптома, протеома и  метаболома РСК могут дать поистине неоценимую информацию о  возможных мишенях для прицельной разработки таких ле-карств.

Терапия выключением геновДля некоторых заболеваний, исполь-зуя методы геномики, транскрипто-мики и системной медицины, удается установить, что развитие болезни свя-зано с  более активной, чем необхо-

димо, экспрессией какого-либо  гена. В  этом случае такой «слишком актив-ный» ген может стать мишенью тера-пии с  помощью РНК-интерференции. Исследования РНК-интерференции в последние годы показали, что малая ин тер ферирующая РНК (siRNA) мо-жет оказаться новым классом лекар-ственных соединений. В  лаборатор-ных экспериментах обнаружено, что такую двухцепочечную siRNA можно встроить в  клетку в  комплексе с  осо-бым белком. Затем siRNA расщепля-ется внтуриклеточными ферментами до одиночных цепочек. Соответствую-щая нить siRNA связывается прочно с  комплементарной ей по  последо-вательности матричной РНК (мРНК). В  образовавшемся комплексе мРНК становится неактивной и  больше не может участвовать в синтезе опре-деленного белка. Таким образом, в  клетке возникает ситуация, анало-гичная «выключению» экспрессии конкретного гена. Хотя ген активен, его белковый продукт синтезировать-ся не может, а значит, не может и уча-ствовать в  развитии заболевания. Следующий этап этих исследований состоит в  переносе эксперименталь-ных достижений в  область клиниче-ских испытаний на человеке.

Персонализированная медицинаВсе мы отличаемся друг от друга, хотя все мы  — люди. Даже небольшие от-личия в  геноме вызывают различия

в реакции нашего тела на те или иные факторы, в том числе и на лекарства. Более того, и  одна и та  же болезнь

20

может протекать различно у  людей, имеющих отличия в  наборе опреде-ленных генов. Однако до сих пор этот факт очень слабо учитывается в  си-стеме практической медицины. Как остроумно заметил Мэтт Ридли, автор книги «Геном», зависимость эффек-тивности лечения от  особенностей организма  — «очевидный факт, кото-рый с  большим нежеланием воспри-нимается фармацевтами и  врачами, предпочитающими лечить не челове-ка, а  человечество». Так, например, ряд лекарств от  болезни Альцгей-мера эффективен у  пациентов с  ал-лельными вариантами генов apoE3 и apoE2, но не помогает при наличии аллеля apoE4. Даже обычный аспирин неэффективен для снижения риска инфаркта и  инсульта почти у  трети людей  — и  тому есть генетические причины.

Мэтт Ридли 10 лет назад писал: «на-ступит день, когда врачи, прежде чем выписать кучу лекарств, будут делать анализ генотипа пациента». Но и сей-час персонализация лечения практи-чески недоступна, хотя на  рынке уже существуют фирмы, предлагающие персональный анализ ДНК. Причина не  только в  консерватизме практи-ческой медицины. Во многих случаях важно знать не  просто генотип чело-века, но и  то, какие именно гены ак-тивны (и их продукты участвуют в об-мене веществ), а какие  — «молчат».

Этой проблемой занимается молодая наука транскриптомика. И  первые ее достижения уже обнадеживают. Особенно важным оказалось знание об активности генов ферментов, кото-рые в нашем теле превращают лекар-ства в неактивные производные. Зная спектр таких метаболизирующих фер-ментов, можно будет сразу назначать пациентам препараты, заведомо для них эффективные. Более дальняя пер-спектива  — индивидуальные чипы с  персональной геномной информа-цией, помогающие подобрать наибо-лее эффективный курс лечения.

Не  только течение болезней, но и сама вероятность их возникновения у  конкретного человека частично за-ложена в особенностях генома. К сча-стью, во многих случаях риск заболеть можно снизить просто за счет опреде-ленного образа жизни, питания, фи-зических упражнений и  избегая про-фессий, способствующих развитию болезни. Конечно, это доступно и сей-час — но только для всех без разбора. Эффективность же профилактики воз-растает многократно, если она приме-няется для людей из  специфических групп риска. Выявление таких людей, которым врач сможет рекомендовать конкретные профилактические меры, будет, по-видимому, целью многих ис-следований в области геномики и ме-таболомики в ближайшее время.

21

МЕД

ИЦ

ИН

А

Регенеративная медицина и тканевая инженерияМного разговоров сейчас ведется вокруг модной темы использования стволовых клеток с целью «исправ-ления» с организме повреждений, нанесенных болезнью. Вы можете встретить рекламу клиник, предла-гающих лечение и  даже омоложение стволовыми клетками. Но  следует знать, что еще ни в  одной развитой стране использование стволовых клеток в практическом здравоохране-нии, вне исследовательских клиник, не  разрешено. Тому есть много при-чин, среди которых отсутствие доста-точных доказательств безопасности такой терапии. Лишь в прошлом году был разработан способ безвирусной индукции соматических стволовых клеток к  превращению в  любые дру-гие клетки организма (плюрипотент-ность).

Другая ветвь исследований (воз-можно, более перспективная) сосре-доточена на  изучении возможности вызывать собственную регенерацию тканей. Для этого используется не вне-сение чужеродных стволовых клеток, а  активация собственных, которые всегда присутствуют во  всех тканях нашего тела. Но  исследования ство-ловых клеток преподнесли нам и  не-приятный сюрприз. Недавно было обнаружено, что некоторые широко используемые лекарства способны нарушать работу и  даже вызывать гибель стволовых клеток в  различ-ных органах человека. В  частности, обнаружилось, что статины (широко назначаются для снижения уровня холестерина в  крови) способны вы-зывать апоптоз стволовых клеток головного мозга, поэтому сейчас их  использование не  рекомендуется у  пациентов с  сопутствующими ней-родегенеративными заболеваниями. Скорее всего, в ближайшее время мы будем наблюдать всплеск исследова-ний, изучающих, нет  ли у  обыденных лекарственных препаратов вредных побочных эффектов в  отношении стволовых клеток различных тканей человека.

22

Диагностическая лаборатория на телеСейчас оценивать состояние больно-го объективными методами (анализы или инструментальные исследования) можно только периодически, время от времени. Для этого пациенту надо идти в лечебное учреждение. Некото-рые измерения (давление крови или уровень глюкозы в крови) можно сде-лать дома, но тоже  лишь периодиче-ски. Постоянный контроль некоторых параметров (ЭКГ, мониторинг давле-ния, кислотность желудочного сока) возможен лишь в  течение короткого времени (обычно не  более суток), а необходимые приборы либо стацио-нарны, либо достаточно неудобны для ношения.

Бурное развитие электроники и  миниатюризация элементной базы позволяют надеяться на  создание приборов, которые можно будет лег-ко одевать на  себя (или даже вжив-лять под кожу) и  которые не  будут мешать пациенту вести привычный образ жизни. Тогда впервые в  исто-рии медицины появится возможность длительно и  непрерывно отслежи-вать состояние пациента, а при необ-ходимости оказать ему помощь еще только при признаках приближения опасного состояния. Однако только развития электроники для этого недо-

статочно. Во многих случаях речь идет не об  «уменьшении» существующего оборудования, а о  разработке совер-шенно новых принципов объективно-го контроля состояния больного.

НаномедицинаВ  этой области реальное развитие исследований только начинается. Ко-нечно, заманчиво представить себе мириады нанороботов, починяющих изнутри повреждения нашего тела, но  это пока слишком фантастическая картина. Ближайшие перспективы ме-дицинских приложений нанотехноло-гий будут связаны, скорее всего, с ис-пользованием наноматериалов для направленной доставки лекарствен-ных препаратов к  нужным мишеням, в  разработке диагностических чипов нанометрового масштаба и в исполь-зовании новых наноматериалов для улучшения вспомогательных меди-цинских технологий. Следует также помнить, что биологическая безопас-ность многих наноматериалов все

еще в процессе исследований, а в не-которых случаях доказано существо-вание у наноматериалов выраженных вредных влияний на  здоровье чело-века.

Прогнозы  — дело неблагодарное. Еще ни  одно предсказание будуще-го не  сбылось в  большинстве сво-их пунктов. Последние десятилетия прогнозировать будущее становится все сложнее — быстрое развитие на-учного знания практически каждый год приносит открытия, изменяющие направление дальнейших поисков. И все же прогнозы следует делать. Даже то, что в  будущем окажется ошибоч-ным, сегодня — в настоящем — помо-гает выбирать пути развития.

23

ИН

ФО

РМ

АЦ

ИО

НН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

Зарабатывай на Facebook, Google и AppleБурное развитие интернета приве-ло к  тому, что значительная часть ИТ-рынка сфокусировала свою дея-тельность исключительно вокруг него, а абсолютное большинство про-граммных продуктов в  той или иной степени используют всемирную Сеть.

На  сегодняшний день можно счи-тать пройденным инфраструктурный этап развития интернета. Этот этап можно сравнить со  строительством дороги. На  нем были созданы поис-ковые машины, социальные сети, кар-тографические сервисы, мобильные устройства и  беспроводные каналы связи, позволяющие пользователю перемещаться по  Сети и  находить нужную информацию.

Новый этап развития интернета  — сервисный  — заключается в  исполь-зовании существующих инфраструк-турных компонентов для развития на их  базе различных удобств. Если на дороге это магазины, заправки, ав-

томобильные мойки и  рестораны, то в интернете — это приложения.

Сегодня все чаще стартапы в сфере программного обеспечения по  все-му миру строятся вокруг популяр-ных платформ: социальных сетей (Facebook, MySpace) и  мобильных операционных систем (iOS, Android). Основной доход создатели таких приложений получают от продаж игр и виртуальных товаров. Вскоре к ним могут добавиться сервисы, основан-ные на открытых данных.

Фермер за 5 миллиардовСамая популярная социальная сеть Facebook открыла свои API (инструк-ции для сторонних разработчиков) несколько лет назад. Сегодня вокруг Facebook уже выросла не  одна ком-пания с  многомиллионными оборо-тами. Наиболее яркая из них  — это Zynga Game Network, создавшая игру

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:используй созданную инфраструктуру,

делай мир удобнее,

стирай границы, приближай завтра

24

FarmVille для Facebook. Она была основана в  2007  году, а  сегодня ее стоимость превышает 5 миллиардов долларов. Совокупная аудитория игр компании составляет 235 млн чело-век. Уникальность ее игр в  том, что они используют принципиально дру-гую бизнес-модель, нежели разработ-чики и  издатели традиционных элек-тронных развлечений. Игры Zynga

для пользователей бесплатны, но  иг-роки регулярно покупают там раз-личные виртуальные товары, кроме того, в  них можно демонстрировать рекламу.

Все самые популярные российские социальные сети обзавелись соб-ственными сервисами приложений для пользователей и  API для сторон-них разработчиков. Продолжитель-ное время только «Вконтакте» и «Мой Мир» развлекали своих пользова-телей различными приложениями, недавно к  ним подключилась и  сеть «Одноклассники», которая в  кон-це мая объявила о  выпуске API для разработчиков, а  несколько раньше запустила ряд социальных игр от  не-которых игровых компаний. Игровые приложения становятся одним из  са-мых удобных и эффективных способов монетизации социальных сетей.

Бизнес по  продаже виртуальных товаров также приносит хороший доход. По  оценкам Inside Network, в  2010  году этот рынок вырастет до 1,6 млрд долларов (в 2009 году его

объем составлял 835  млн долларов). И  треть его получит Zynga. Больше всего денег тратят как раз пользо-ватели игр в  социальных сетях. Бри-танская газета The Sun подсчитала, что на несуществующие виртуальные товары жители одной только Велико-британии тратят 500 млн фунтов стер-лингов в год — это на порядок боль-ше, чем в  России. Причем британцы учитывали деньги не  только от  игр, но и  от  реализации обычных «пода-рочков» в социальных сетях. Средняя покупка составляет 20 фунтов.

Основными барьерами развития рынка онлайн-игр в России пока явля-ются низкий уровень проникновения интернета в  регионах, высокая стои-мость безлимитных тарифов и  срав-нительно низкие доходы населения, все еще низкий уровень доверия к  платежным инструментам и  их  сла-бое продвижение. Все эти факторы со  временем перестанут сдерживать российских пользователей, и  рынок устремится вслед за мировым.

iPhone — новый «Денди»Приложения для мобильных устройств — еще один сегмент, испы-тывающий бурный рост в  настоящее время. Согласно прогнозам Gartner, в  2010  году пользователи всего мира потратят 6,2  млрд долларов на  при-ложения для мобильных устройств, а к 2013 году эта цифра вырастет более чем втрое.

Доход разработчикам мобильных приложений в основном также прино-сят игры. Выручка рынка мобильных игр в  США, по  данным eMarketer, до-стигнет в 2010 году отметки в 800 млн долларов, а к  2014  году  — 1,5  млрд долларов. Основную часть дохода приносят платные закачки. Кроме того, аналитики компании прогнози-руют рост доли мобильных игровых приложений, которые спонсируют-ся рекламой, в  два раза до  12,3 % к 2014 году.

В текущем году 64 млн человек игра-ют в мобильные игры хотя бы раз в ме-сяц, а к  2014  году число таких людей должно достигнуть 94,9  млн. Основ-ным источником роста популярности этой категории игр остается платфор-ма Apple — iOS. Подсчитано, что пер-вое место в  рейтинге американского магазина AppStore приносит создате-лю приложения в среднем 10-12 тысяч долларов в день. Кроме того, все боль-

25

ИН

ФО

РМ

АЦ

ИО

НН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

шее значение в этой индустрии начи-нает приобретать платформа Google Android и Windows Phone.

Перспективность игр для мобиль-ных телефонов и  социальных сетей подтверждают старожилы индуст-рии. Недавно стало известно о  том, что Electronic Arts купила компанию Chillingo, издателя самого популярно-го приложения для iOS — казуальной игры Angry Birds. Сумма сделки, по не-которым данным, составила 20  млн долларов. С  помощью Chillingo EA надеется увеличить свое присутствие на  рынке мобильных игр. А в  про-шлом году EA за 400  млн долларов приобрела компанию PlayFish, кото-рая занимается разработкой игр для социальных сетей.

Не только игрыПочвой для появления перспектив-ных приложений могут стать данные, открываемые государством, общест-венными организациями и  крупным бизнесом.

Государственная активность в сфе-ре открытых данных в  Великобрита-нии сосредоточена вокруг портала data.gov.uk, до сих пор находящегося на  стадии бета-версии. На  портале представлены не  только пригодные для машинной обработки наборы данных, но и  приложения, создан-ные с  использованием этих данных,

а  также механизмы взаимодействия для сообществ людей, заинтересован-ных в  открытых данных: блоги, wiki и  форум. На  data.gov.uk публикуются технические сведения об  использо-вании новых технологий в  области «связанных данных» (linked data) и «семантической паутины» (semantic web). Примечательно, что в создании портала data.gov.uk непосредствен-ное участие принимал изобретатель «всемирной паутины» Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee).

Вновь опубликованные данные уже сейчас открывают перед гражданами и  разработчиками новые возмож-ности. Так, сведения о  длительности проезда в  общественном транспорте, представленные на  сайте Transport for London, позволили создать проект Where can I live? (Где я могу позволить себе жить?), с помощью которого мож-но найти подходящие для проживания районы по  стоимости жилья и  дли-тельности ежедневного пути до места работы. Сервис Airtext.info позволяет людям, страдающим астмой, эмфизе-мой, бронхитом, ангиной или сердеч-ными заболеваниями, получать SMS-уведомления о  состоянии воздуха, сформированные на  основе данных Лондонской службы атмосферных вы-бросов (London Atmospheric Emissions Inventory). Сайт UK Schools Map позво-ляет найти подходящую школу по рей-тингу успеваемости  — его создание было  бы невозможно без данных,

26

опубликованных Службой по  стан-дартам в  сфере образования, детских услуг и навыков (Offi ce for Standards in Education, Children's Services and Skills).

В США идея открытых данных нача-ла привлекать пристальное внимание правительства после избрания Бара-ка Обамы. Под эгидой ИТ-директора Белого дома Вивека Кундры (Vivek Kundra) в  мае 2009  года был открыт сайт www.data.gov, и  если в  момент открытия количество опубликован-ных наборов данных на  сайте со-ставляло 47, то через год оно достиг-ло 250 000. Благодаря инициативе администрации Барака Обамы также удалось получить довольно много любопытных приложений. Так, при-ложение Employment Market Explorer (Просмотр ситуации на  рынке труда) позволяет выбрать на  карте интере-сующий населенный пункт и получить наглядные статистические данные, отражающие ситуацию в сфере трудо-устройства. Приложение Data Masher (Совместное представление данных

из  разных источников) позволяет со-поставить сведения из различных ис-точников статистики и  найти новые интересные корреляции, отобразив их на карте США — например, можно проанализировать зависимость меж-ду количеством ресторанов фаст-фуд и процентом людей, страдающих ожи-рением; между уровнем преступно-сти и  процентом людей, получивших среднее образование и т. д.

Власти США стараются стимулиро-вать использование открытых данных для создания различных сервисов. Конкурсы приложений на  основе открытых данных в  этом году были объявлены, к  примеру, мэрией Нью-Йорка, а  целый ряд американских городов (Сиэтл, Вашингтон, Бостон и другие) поддержали проект Code for America, в рамках которого разработ-чики будут писать приложения на ос-нове открытых данных этих городов, а  затем созданные программы пере-дадут всем участникам проекта.

Умное телевидениеПлатформами для нового типа серви-сов обещают стать Google TV и Apple TV. В основе платформы Google лежит операционная система Android с веб-браузером Google Chrome. Послед-ний открывает прямой доступ к  веб-сайтам, включая сайты на базе Adobe Flash, с  экрана телевизора, при этом компьютерную клавиатуру и  мышь заменяет специальный пульт дистан-ционного управления. Уже сейчас ряд разработчиков создал специальные сервисы для Google TV: сайт о  моде Net-A-Porter содержит видеоролики с  подиумов, Meegenius  — детские книжки с картинками, а проект TuneIn позволяет слушать интернет-радио через телевизор. От приложений для Apple TV эксперты также ожидают серьезных перемен на  рынке: они должны открыть совершенно новый способ доставки видеоматериалов пользователю.

Тем временем российские сервисы уже начали осваивать возможности интернет-телевизоров на  собствен-ных платформах Philips и  LG. Прило-жение «Яндекса» позволило владель-цам телевизоров LG получить доступ к  новостям, информации о погоде, автомобильных пробках, котиров-ках, фотографиям и  телепрограмме, а сервис Yota — к более 800 тыс. ли-цензионных композиций мировых и  российских лейблов. В  свою оче-редь портал Zoomby.ru позволил вла-дельцам телевизоров Philips бесплат-но смотреть легальное видео онлайн.

27

ИН

ФО

РМ

АЦ

ИО

НН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

Стирай границыСерьезный качественный перелом ожидается в  информационных тех-нологиях, которые позволят стереть языковые и  территориальные грани-цы. В  первую очередь это машинный перевод, распознавание речи, техно-логии виртуального присутствия и ис-кусственный интеллект.

Иностранный язык — не помехаСервис переводов Google Translate имеет серьезное преимущество перед своими аналогами. Его уникальность заключается в  том, что, делая пере-вод, он анализирует аналогичные тек-сты, уже имеющиеся в Сети, и выдает результат на  основе наиболее рас-пространенных сочетаний. Но  даже Google пока не сумел создать машину, способную делать перевод по-настоя-щему качественно, а  следовательно данное направление пока ждет по-явления своих героев. Голосовой пе-ревод речи  — еще одна разработка, которой очень интересуется Google. Первые коммерческие решения мо-гут появиться через несколько лет.

Они должны позволить людям легко разговаривать на  различных языках, используя телефон. Система будет «слушать» говорящего, пока не распо-знает фразу целиком, конвертировать это в текст, а затем переводить на не-обходимый язык и  озвучивать. Глав-ная сложность заключается в  распо-знавании различных акцентов речи.

Полное погружениеОдна из  гигантских проблем челове-ческого общения заключается в  не-обходимости проведения личных встреч. Ее должны решить технологии виртуального присутствия. Передача объемного звука и  изображения вы-сокой четкости  — уже пройденные этапы технологического развития ви-деоконференцсвязи (ВКС), но добить-ся полного эффекта присутствия пока не  под силу даже самым передовым системам. Сегодня в  ожидании сво-ей очереди замерли решения с  эле-ментами виртуальной реальности, готовые привнести в  ВКС качества, абсолютно новые для нее, но  столь привычные для нас в  обиходе. Это системы передачи объемного изо-бражения, запахов, потоков воздуха, вибраций, постукивания пальцев со-беседников по столу, тактильных ощу-щений, готовые обеспечить эффект глубокого погружения в виртуальную переговорную и  рассеять сомнения в  том, что все участники события со-брались за одним столом.

С  помощью технологий виртуаль-ной реальности сеансы видеокон-фе ренц связи премиум-класса из сегод няш не го теле присутствия транс-фор ми руются в  телепортации. При этом собеседникам гарантируется эффект глубокого погружения в  вир-туальную переговорную и  полное ощущение присутствия всех участ-ников. Но  можно освоить и  новые формы удаленных способов решения бизнес-задач. Одно из возможных на-правлений  — проводить совещания не  только за  виртуальным столом, но и… в виртуальном микроавтобусе, причем с дополнительными выгодами и удобствами.

Типовой сценарий выездного со-вещания, включающего обзорную экскурсию, — это совместный осмотр некоторой территории (объекта) под застройку (реконструкцию) и  обсу-ждение вопросов на месте с подписа-

28

нием документов (решений, догово-ров). Менеджер подрядчика нанимает водителя и  арендует микроавтобус, оборудованный системой ВКС и  си-стемой внешней съемки и  передачи трехмерного видеоматериала. Каж-дый участник совещания  — а их  мо-жет быть больше, чем посадочных мест, ведь мы имеем дело с  вирту-альной реальностью,  — находится в своей студии, оборудованной сред-ствами ВКС. По ходу движения микро-автобуса снимается и передается кру-говая стереоскопическая панорама, а  трекеры, отслеживающие поворот головы каждого пассажира, позволя-ют показать ему тот фрагмент объем-ного изображения, который видел бы человек, реально сидящий в автобусе.

Люди-роботыСегодня социальные сети типа Facebook и «Вконтакте» обрабатывают гигантское количество самой разной информации, которую генерируют пользователи, общаясь друг с другом. В  качестве фильтров в  этих сервисах также выступают люди. Именно поль-зователи определяют наиболее инте-ресные записи, видеоролики, музыку и  конференции, формируя разного рода рейтинги. В поисковых машинах, таких как Google и «Яндекс», информа-цию фильтруют индексирующие робо-ты, определяя, какой сайт больше со-ответствует тому или иному запросу пользователя. В  будущем, по  мнению ряда экспертов, стоит ожидать кон-вергенции этих двух фильтров.

Еще один путь, приближающий по-явление искусственного интеллекта, заключается в  эволюции аналитиче-ских информационных систем. Полу-чив доступ к данным всех бизнес-при-ложений компании, такие системы смогут моментально ответить на  лю-бой вопрос, касающийся предприя-тия, агрегировать и  обрабатывать ги-гантский объем данных о компании, а в дальнейшем — сами принимать ре-шения. В совокупности с голографиче-скими и голосовыми технологиями та-кие информационные системы смогут практически заменить сотрудников, выполняющих типовые операции. Сложно предсказать возможности, ко-торые откроются на  этой почве даже через 10  лет, но  однажды интеллек-туальные системы могут стать новой платформой, какой всего несколько лет назад стал интернет для социаль-ной сети Facebook, Facebook  — для игр Zynga, а игры — для виртуальных товаров.

29

ЯД

ЕРН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:

Ядерная энергетика после «газовой паузы»Удивительно правы оказались физи-ки-атомщики, заявившие вскоре по-сле Чернобыльской катастрофы, что мир отвернется от  атомных станций и  наступит «газовая пауза», которая продлится приблизительно 30 лет. Именно так и  вышло. Газовая пауза закончилась, теперь человечеству требуется все больше энергии, и  оно начинает снова строить АЭС.

Строят, как и  раньше, атомные станции, работающие на  уране-235, но  этот подход теряет актуальность. Во-первых, потому что уран-235  — редкий изотоп. В  том уране, который добывается, его содержание не  пре-вышает 0,7 %, по энергетическим воз-можностям его столько  же, сколько и  нефти, и  его запасы, скорее всего, истощатся одновременно с  нефтя-ными. Во-вторых, возникают пробле-мы с  захоронением отработавшего топлива и  остальных радиоактивных отходов. И, самое главное, черно-быльский осадок оставшийся от  этих станций, вряд  ли исчезнет, а, значит, надо придумать такую станцию, кото-

рая не могла бы взорваться даже тео-ретически.

Поэтому для энергетики идеаль-ным был  бы вариант ядерного реак-тора, который, во-первых, работал бы с  топливом, масса которого меньше критической, то  есть такого, который даже в принципе не мог бы привести к  новому Чернобылю; во-вторых, хо-рошо было  бы, чтобы такой реактор не нарабатывал  бы новых делящихся веществ, а умел бы сжигать старые, на-копленные в отработанном топливе, и сам бы при этом никаких радиоактив-ных отходов после себя не оставлял.

Куда разумнее было  бы использо-вать намного более распространен-ный изотоп урана-235. Поскольку этот материал, в отличие от урана-238, са-мопроизвольно не  делится, его надо провоцировать на  распад действия-ми извне  — например, бомбардируя быстрыми нейтронами. Это совсем другой принцип работы, без замедли-теля. Такие реакторы существуют уже давно, они могли  бы решить пробле-му дефицита атомного топлива, одна-ко перенос акцента на  них не  только

создавай топливо будущего,

делай мир эффективнее и чище

30

не решает, но еще больше усугубляет остальные проблемы.

От  чернобыльского синдрома этот вариант ни в  коей степени не  изле-чивает, что же касается проблемы за-хоронения ядерных отходов, то здесь дело обстоит даже хуже. Реакторы на быстрых нейтронах не только дают энергию, но и  производят новый ра-диоактивный материал  — оружей-

ный плутоний. Человечеству вряд  ли понравится перспектива иметь под боком массу АЭС зная, что в  каждой из  них «варится» плутоний, которого хватит чуть ли не на десяток потенци-альных атомных бомб.

Из всего спектра новых схем, в той или иной степени удовлетворяющих таким требованиям, самой привлека-тельной на  сегодня считается техно-логия, соединяющая вместе атомный реактор и ускоритель. Основа работы такого устройства  — так называемое принудительное деление с  помощью очень быстрых нейтронов, которые можно получить только в  ускори-телях. Такие реакторы безопасны, потому что теоретически не  могут взорваться, они не  нарабатывают оружейного плутония и не  оставля-ют после себя массу радиоактивных отходов, с  которыми непонятно, что делать. Больше того — в качестве топ-лива они могут использовать не толь-

ко уран, но и торий (запасы которого в  России громадны — 1,7 млн тонн), и даже просто радиоактивные отходы.

Долгое время ускорительные ре-акторы были лишь красивой идеей, непригодной для коммерческой реа-лизации,  — чтобы построить на  них мощную АЭС, требовался линейный ускоритель длиной 10  км. Однако вскоре после Чернобыля ситуация резко изменилась, когда в России был придуман ускоритель, способный ра-зогнать нейтроны до нужных энергий, но имеющий длину порядка 50 метров.

Это разработанный академиком Алексеем Богомоловым модуль-ный линейный ускоритель протонов на  обратной волне BWLAP (Backward Wave Linear Accelerator for Protons). BWLAP  — совершенно уникальный ускоритель. Подкритические реакто-ры с  BWLAP позволят достигать вы-сочайшей концентрации делящихся ядер  — почти 100% (при 2–5 % в  ны-нешних реакторах и при 20 % — в ре-акторах на быстрых нейтронах).

Ядерно-релятивистские энерго-станции (ЯРЭС) на  основе этого уско-рителя смогут использовать колос-сальные запасы тория в России. Ведь всего лишь в 20 км от Сибирского хим-комбината (Томск-7) есть гигантское местрождение тория, рядом с ним — железная дорога и  инфраструктура мощного химкомбината. ЯРЭС могут работать десятки лет на  одной за-грузке реактора. При этом, в отличие от  реакторов на  быстрых нейтро-нах, ЯРЭС не  нарабатывают «ядерной взрывчатки», а значит могут смело по-ставляться на экспорт.

Богомоловский ускоритель не толь-ко уникален  — он универсален. На-пример, BWLAP размером с  троллей-бус, помещаясь на  борту «Руслана», становится обнаружителем ядерного оружия на  большом расстоянии, он может также уничтожать его пучком протонов. Это, по  сути, уже пучко-вое оружие. Его развитие позволит сделать его еще более совершенным и дальнобойным. Утверждают, что уже в  ближайшее время можно создать технику для обнаружения ядерных зарядов, перевозимых диверсантами и  террористами (например, на  граж-данских кораблях), и  для его разру-шения направленным пучком ней-тронов. Есть расчеты, показывающие: пучок нейтронов может за  миллисе-кунду разрушить судовой реактор ко-рабля-мишени.

31

ЯД

ЕРН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

В России есть два прототипа BWLAP, хотя работы по его дальнейшему раз-витию и, соответственно, созданию на  его основе ядерной релятивист-ской электростанции не  ведутся. Од-нако в США сильно заинтересовались

богомоловским ускорителем, поэто-му, надо полагать, эта прорывная тех-нология так или иначе пробьет себе дорогу, и  ускорительные реакторы смогут в будущем стать основой атом-ной энергетики этого века.

Перспективы мини-АЭСЕще одним признаком окончания «га-зовой паузы» можно считать ажиотаж-ный интерес, проявляемый ведущими странами мира к  малогабаритным атомным электростанциям.

Так, японская компания Toshiba, ко-торая считается одним из крупнейших мировых производителей атомных реакторов, недавно заявила о  наме-рении создать мини-АЭС нового типа. В отличие от реакторов, эксплуатируе-мых сегодня, новинка не имеет стерж-ней, управляющих ходом реакции. Вместо этого используются резервуа-ры с  жидким литием-6  — изотопом, эффективно поглощающим нейтроны. Управление реакцией здесь ведется по  принципу ртутного градусника. Вертикальная труба, проходящая через активную зону реактора, ча-стично заполнена литием-6, частич-но — инертным газом. Пи повышении температуры литий-6 расширяется и  вытесняет газ из  трубы, тем самым замедляя реакцию. Как только тем-

пература приходит в  норму, литий-6 опять сжимается.

Эта конструкция размещается на  площади 6х1,8 метров. Заявлен-ная выходная мощность составляет 200 кВт. Такой реактор может взять на  себя обеспечение электроэнерги-ей крупного здания или городского квартала. Он сможет работать на  од-ном топливном комплекте в  течение 100 лет.

В  этом году интерес к  японскому мини-реактору проявила американ-ская компания TerraPower, основным собственником которой является Билл Гейтс. Сообщается, что обе ком-пании будут совместно разрабатывать Traveling-Wave Reactor (TWR) — мини-реактор, работающий на  необога-щенном уране. Ничего конкретного о  схеме этого реактора компании не говорят, но планируют создать его уже в 2014 году и выпустить на рынок в конце 2010-х.

По-другому подошли к  проблеме ученые из Лос-Аламоса, которые раз-рабатывают малогабаритные АЭС для компании Hyperion Power Generation. В качестве топлива здесь использует-ся смесь урана-238 и  урана-235, при-чем не сам уран, а его гидрид. В состав молекулы гидрида урана входят один атом урана и  три атома водорода, причем водород здесь играет роль за-медлителя. Правда, замедлитель этот играет здесь противоположную роль. Пока водород находится в  молекуле, он замедляет нейтроны в  активной зоне и  тем самым повышает веро-ятность их  столкновения с  атомами, но  как только температура превыша-ет расчетный уровень, он начинает уходить из  реактора в  совмещенный с  ним накопитель, в  его отсутствие ядра урана начинают поглощать ней-троны с  меньшей интенсивностью, и  темпы тепловыделения тут  же уменьшаются. В  результате начинка реактора охлаждается, водород воз-

32

вращается из  накопителя, вновь со-единяется с атомами урана, и реактор начинает работать в штатном режиме.

В России интерес к мини-АЭС подо-гревается еще и  большим количест-вом мест, труднодоступных для еди-ной энергосистемы. Здесь особенно любопытен проект «плавучих» АЭС, реакторы для которых разрабатыва-ются в нижегородском ОКБ им. Афри-кантова, а  суда, оснащенные ими, го-товит «Севмаш». Такой корабль может просто подойти к порту, подключить-ся к  коммуникациям и  немедленно начать подачу тока. Когда подойдет время для перезагрузки топлива, его сменит другой такой же корабль.

Сейчас с  «Севмашем» заключен контракт на  строительство плавучей АЭС мощностью 70 МВт. В  ОКБ Аф-рикантова разрабатываются и  более мощные корабельные реакторы  — на 150 и 300 МВт, а из «трехсотников» вполне можно собрать станцию мощ-ностью 600 МВт. По словам академика Евгения Велихова, России в  ближай-шие три десятилетия понадобится по-строить порядка 150 подобных элек-тростанций, то  есть без серийного производства здесь не обойтись.

Возрождается также давно забро-шенная идея использовать ядерную энергию для передвижения в  космо-се. О ее возможностях читатель может судить по  недавно обнародованному предложению бывшего космонавта Франклина Чанг-Диаса использовать

для полета на  Марс космический ко-рабль, оснащенный ядерным борто-вым реактором мощностью 200 МВт. По  расчетам Чанг-Диаса, такой ко-рабль затратит на  дорогу к  Красной планете всего 39 дней, в то время как самая быстрая траектория предпо-лагает перелет к  Марсу за  шесть ме-сяцев. Чанг-Диас утверждает, что он уже договорился с  НАСА в  2014 году испытать свой прототип реактивного двигателя на МКС.

У  предложения Чанг-Диаса есть серьезный недостаток  — оно опере-жает свое время; современные тех-нологии пока не в  состоянии предо-ставить ультракомпактный реактор, необходимый для перелетов такого рода. При мощности 200 кВт косми-ческий реактор должен весить около 4 тонн, тогда как самые легкие реак-торы аналогичной мощности сегодня весят больше 10 тонн. Однако идея не слишком опережает возможности, и  следует ожидать, что в  ближайшее десятилетие создание таких реакто-ров станет реальным.

Возможно, при этом не  обойдет-ся без российского участия. На  днях представители Роскосмоса заявили о планах уже со следующего года на-чать работу по  созданию стандарти-зованных модулей атомных силовых установок для космических аппара-тов. Первые запуски таких реакторов мощностью 150–500 кВт можно будет осуществить уже в 2020 году.

Долгий путь термоядаНо к  ядерной энергетике можно подойти и с  другого бока. В  конце концов, быстрые нейтроны могут возникать не  только при распаде хи-мических элементов, но и при их слия-нии. Правда, речь теперь идет не о тя-желых ядрах, а о самых легких, потому что вбить один атом в другой можно, только затратив очень большие уси-лия. Сегодня единственной энерге-тически доступной ядерной реакций такого типа остается самая простая — синтез двух изотопов водорода, дей-терия и  трития. Еще более простая реакция — соединение двух ядер дей-терия  — для энергетики непригодна, поскольку получаемая от нее энергия

уже теоретически меньше той, кото-рую нужно затратить на ее получение.

Идея родилась в самом начале 50-х, рассекречена в 1957 году, затем пере-жила бум создания все новых и новых термоядерных установок. Учеными было разработано 104 концепции зажигания самоподдерживающейся термоядерной реакции, однако за-жечь ее никак не удавалось  — для этого нужны температуры в  сотни миллионов градусов и огромные дав-ления наподобие тех, что существуют в  солнечном ядре. Однако это была очень соблазнительная идея, по-скольку на  единицу веса термоядер-ного топлива получается примерно в  10 млн раз больше энергии, чем

33

ЯД

ЕРН

ЫЕ

ТЕХН

ОЛ

ОГИ

И

при сгорании органического топлива, и примерно в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана, поэтому по-пытки не прекращались.

Когда в  конце прошлого века ста-ло ясно, что силами одной державы, даже такой могущественной, как США, задачу осилить не  удается, появи-лась идея реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). ИТЭР  — очень амбициозный меж-дународный проект стоимостью в 15 млр евро, в котором, кроме стран Европейского сообщества, прини-мают участие Китай, Индия, Россия, Южная Корея и  Япония. В  настоящее время проектирование реактора пол-ностью закончено, уже выбрано место для его строительства  — исследова-тельский центр Карадаш на юге Фран-ции, в 60 км от Марселя.

Задача ИТЭР заключается в  демон-страции возможности коммерческого использования термоядерного реак-тора и  решении физических и  техно-логических проблем, которые могут встретиться на  этом пути. Главное же  — продемонстрировать миру, что

самая последняя из крупных проблем, стоящих на  пути к  созданию полно-ценного термоядерного реактора  — так называемая проблема первой стенки — благополучно решена.

Проблема заключается в  том, что частицы высокоэнергетической плаз-мы, соударяясь со стенками реактора, выбивают из  них атомы, которые за-тем попадают в  плазму и  загрязняют ее. В результате этого процесса плаз-ма охлаждается, становится более разряженной, и  термоядерная реак-ция не  начинается. Именно поэтому наличие тяжелых примесей, таких как железо и  хром, в  стенках реактора недопустимо. В настоящее время для этих целей используют легкие мате-риалы, такие как бериллий и углерод. Однако и  здесь встает ряд проблем, таких, например, как эрозия материа-ла первой стенки. Это означает необ-ходимость периодически и  довольно часто менять поврежденные блоки первой стенки на  новые, что делает коммерческое использование такого реактора малоприемлемым.

Ученые Института плазмы им. Макса Планка предложили решить проблему, сделав первую стенку из вольфрама. Исследования по этому вопросу только начинаются, но  уже решено опробовать вольфрам в буду-щих экспериментах ИТЭРа.

Строительство ИТЭРа, конечно, не  означает полную остановку. В  на-много меньших количествах, чем пре-жде, они и сейчас строятся, особенно в США, однако главное внимание тер-моядерщиков сфокусировано прежде всего на ИТЭРе.

Финансовые и  прочие проблемы все время оттягивают срок окончания строительства. Сейчас этот срок снова пересмотрен и официально назван — 2019 год. Следует, видимо, ожидать, что и этот срок тоже может быть пере-смотрен.

После окончания строительства начнутся эксперименты, которые пла-нируется вести около 20 лет. После этого предполагается строить новый и  уже самый последний, демонстра-ционный, реактор ДЕМО, а  после него, надо полагать, родится новый проект  — проект прототипа термо-ядерной электростанции. Будет  ли впоследствии термояд вытеснять атомные электростанции, станет  ли равноправным партнером или займет более скромную нишу, пока неясно. Все зависит от  будущих энергетиче-ских потребностей человечества.

34

Мирный атом для МарсаРазумеется, ядерные технологии, родившиеся сначала для создания новых источников энергии и  ускори-телей различного типа, необходимых для проведения ядерно-физических экспериментов, очень быстро стали находить себе применение и в других областях, иногда совершенно неожи-данных. Например, московские хими-ки рассказывали, что они подвергли радиационному облучению паркет-ные плиты из сосны и выложили ими проходы в  турникетах метро «Киев-ская» (разумеется, они ничего не  из-лучали, дерево очень недолго хранит радиацию). Через несколько месяцев плиты сняли и  сравнили полученные повреждения с  повреждениями ду-бовых паркетин, прошедших через такое  же испытание. Выяснилось, что ядерно-сосновый паркет стал намно-го прочней дубового. В  принципе ничего неожиданного здесь нет  — древесные волокна, подвергнутые сильному радиоактивному излуче-нию, полимеризовались и  спаялись, получив дополнительный запас проч-ности.

Ядерные технологии с  успехом применяются в медицине для лечения раковых заболеваний и  диагностики, в  сельском хозяйстве  — в  основном это «индуцированные мутации» сель-скохозяйственных культур, улучшаю-щие их  урожайность, питательную ценность, изменяющие содержание микроэлементов и  пр. Официально

в  сельскохозяйственную практику официально введено уже около 3000 сортов. Все большее распространение получает борьба с  вредными насеко-мыми (муха цеце, плодовые мушки), когда их в  больших количествах раз-водят, стерилизуют облучением и вы-пускают на  волю. Хорошо известен также способ облучения драгоценных камней с целью изменить их окраску. Однако чего-то  существенно нового в этих направлениях в последнее вре-мя не произошло.

Любопытный способ обнаружения тайных ядерных реакторов предложи-ли недавно французские ученые. Они обнародовали план создания сети де-текторов антинейтрино у  побережья подозрительных в  этом отношении стран. Как известно, работающие ре-акторы генерируют мощные потоки антинейтрино. Французские ученые обнародовали план создания сети де-текторов антинейтрино у  побережья стран, подозреваемых в создании тай-ных ядерных реакторов. Стандартная ловушка для них  — бассейн с  водой или какой-нибудь другой жидкостью, пролетая сквозь которую антинейтри-но иногда (очень редко) сталкивается с протоном, а результат этого столкно-вения может быть зарегистрирован специальными датчиками. Ученые предложили создать супертанкер, наполненный 130 тоннами алкилбен-зола, который будет курсировать у бе-регов «подозрительных» государств.

Самое последнее сообщение о  не-стандартных ядерных технологиях пришло из Британии. Ученые предла-гают построить прыгающий атомный марсоход на  реактивной тяге. Там не  будет атомного двигателя или че-го-либо в этом роде, там будет просто большое количество радиоактивного материала. Источником энергии будет тепло, излучаемое этим материалом. За  счет этого тепла будет работать компрессор, забирающий из  марси-анской атмосферы углекислый газ и сжижающий его. Другая часть этого тепла будет накапливаться в  нагре-вательной камере. В  момент прыжка накопленный жидкий углекислый газ будет подаваться в  камеру, там он будет испаряться и вылетать через стандартное ракетное сопло в  виде реактивной струи. Этому аппарату, считают ученые, вполне хватит не-дели для того, чтобы накопить газа на километровый прыжок.

35

СообществоИнноваторовРоссии —FuturussiaМИССИЯ:Развитие инновационной среды прогрессивным сообществом для перехода России к экономике знаний

ЦЕЛИ УЧАСТНИКОВ СООБЩЕСТВА: • Самореализация и профессиональный рост, основанные на развитии инновационной экономики России • Распространение практики иннограда «Сколково» по регионам страны • Вовлечение глобальной элиты в экстерриториальное «Сколково» • Интеграция РФ в международную инновационную экосистему • Участие в законодательных инициативах для поддержки инновационного развития • Поддержка и защита инновационного предпринимательства • Формирование спроса на инновации

ЗАДАЧИ FUTURUSSIA: • Формирование структуры Виртуальное Сколково силами инноваторов • Отстаивание интересов проекта Сколково • Формирование предложений и экспертиза законодательных инициатив для развития инновационной среды • Создание структуры, представляющей интересы инновационных предпринимателей • Точечный поиск и мотивация участия в Сколково глобальных ученых • Создание положительного образа инновационных предпринимателя в СМИ • Сотрудничество и организация предпринимательских мероприятий • Развитие менторских программ со стартап-проектами • Создание экспертно-аналитического центра в области исследования инновационной среды (Think-Tank) • Продвижение российской инновационной продукции на российском

и зарубежном рынках, формирование спроса на иновации • Создание инфраструктуры для диалога между российскими и зарубежными инновационными сообществами • Популяризация эффекта от внедрения инноваций, стимулирования спроса на инновации

ПРОГРЕССИВНОЕ СООБЩЕСТВО FUTURUSSIA, СОСТОИТ ИЗ РОССИЙСКИХ И ЗАРУБЕЖНЫХ:

• Инновационных предпринимателей • Передовых молодых ученых • Представителей венчурных фондов, а также венчурных агентов и бизнес-ангелов • Представителей государственной власти

ЦЕННОСТИ УЧАСТНИКОВ СООБЩЕСТВА: • Активная позиция по формированию инновационной среды для перехода России к Экономике Знаний • Способность видеть как проблемы, так и решение • Смелость и одержимость при реализации своих идей • Умение убеждать и влиять на других людей • Терпимость и стойкость к своим и чужим ошибкам и неудачам • Ответственность за взятые на себя обязательства • Командный дух, каждый участник усиливает сообщество, и сообщество усиливает всех своих участников

futurussia.com

Москва, Газетный переулок, дом 3, корпус 5Тел.: +7 495 971-8181E-mail: info@futurussia.com

36

Выпуск подготовлен По заказу